Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Os Painéis de Azulejo da Estação de S. Bento:

No âmbito do Estágio realizado no Gabinete Cultural da CP, elaboramos o presente trabalho designado por “Os Painéis de Azulejos da Estação de S. Bento: história, contexto e iconografia” que consiste numa proposta de matérias a incluir num catálogo de apresentação dos painéis de azulejo do átrio da estação. Dado que achamos relevante analisar os painéis tendo em conta o seu espaço e contexto, fazemos uma apresentação da história do local onde pertencem (desde o antigo Mosteiro que ocupava o lugar e o arquitecto que edificou a estação) e do artista responsável pela elaboração. Nesta conformidade, abordamos o nosso tema de acordo com quatro capítulos. Os dois primeiros, destinam-se à história do Mosteiro de S. Bento da Ave-Maria, fonte de inspiração para o nome da estação, desde a sua construção até à sua polémica extinção nos finais do século XIX para dar lugar à estação; e à edificação da Estação de S. Bento, nomeadamente, a sua polémica localização, os avanços e recuos na escolha do projecto, referindo formação e obras de Marques da Silva sendo este a quem se deve a arquitectura do edifício. Já no âmbito da análise dos painéis de azulejo, que consistem no objecto do nosso estudo, o terceiro capítulo é dedicado à apresentação do seu criador, o pintor Jorge Colaço, com referência ao seu percurso artístico e principais obras. Para finalizar o nosso estudo, é apresentada a iconografia dos painéis previamente identificados como relevantes para o alcance do nosso objectivo.

A poluição gerada por máquinas de combustão interna movidas à diesel - a questão dos particulados. Estratégias atuais para a redução e controle das emissões e tendências futuras

The exhaust emissions of vehicles greatly contribute to environmental pollution. Diesel engines are extremely fuel-efficient. However, the exhaust compounds emitted by diesel engines are both a health hazard and a nuisance to the public. This paper gives an overview of the emission control of particulates from diesel exhaust compounds. The worldwide emission standards are summarized. Possible devices for reducing diesel pollutants are discussed. It is clear that after-treatment devices are necessary. Catalytic converters that collect particulates from diesel exhaust and promote the catalytic burn-off are examined. Finally, recent trends in diesel particulate emission control by novel catalysts are presented.

Desenvolvimento e aplicação de sistema passivo de coleta de poluentes atmosféricos para monitoramento de Cd, Cr, Pb, Cu, Fe, Mn, Zn e particulados totais

The objective of this study was to assess a new monitoring technique of particulate and trace metals in the atmosphere via the use of a passive sampler of air pollutants in the city of Goiânia. The average particulate weight and average concentrations of metals Fe, Cr, Zn, Pb, Cu, Mn, and Cd were 0.1104 g and 257.5; 23.4; 17.8; 6.7; 1.9; 0.8; 0.2 μg/m²/day, respectively. Higher Pb and Cr concentrations were obtained in areas with intense traffic. This study revealed that it is possible to monitor trace metals with passive sampling, developed at a low cost and operational facility.

Estudo da influência dos particulados no fenômeno de agregação dos asfaltenos por espectrometria de varredura óptica

The processing of national petroleums causes many operational problems due to the asphaltene aggregation phenomena. To evaluate the behavior of these phenomena, a study based on optical scan technique was carried out to understand the behavior of pure oils and their mixtures. The evaluation according to criteria established by ASTM D7061-06¹ gives a result of asphaltene flocculation of according to the separability number. In this study, the aspects related to the existence of colloidal forms of peptized asphaltenes in distinct solvents present in petroleums can cause changes in the kinetics of asphaltene flocculation.

Painéis de partículas aglomeradas de madeira de Pinus elliottii Engelm., poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET)

O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades de painéis fabricados com partículas de madeira, poliestireno (PS) e polietileno tereftalato (PET). Foram utilizadas três proporções, em relação à massa seca de madeira, de poliestireno (0, 25 e 50%) e duas proporções de PET/PS (5/20 e 10/40%), combinadas com 50, 75 ou 100% de partículas de madeira de Pinus elliottii. Os painéis foram produzidos com adesivos à base de uréia-formaldeído ou de fenol-formaldeído, em três teores (0, 4 ou 6%) e três níveis de solução de poliestireno em tolueno (0 , 4 e 6%), todos calculados em relação à massa seca total dos painéis. Foram produzidos painéis de aproximadamente 400 x 400 x 10 mm, em camada única, com densidade aproximada de 0,6 g/cm³. Determinou-se a resistência dos painéis à tração perpendicular à superfície, à flexão estática (módulos de ruptura (MOR) e elasticidade (MOE)), ao arrancamento de parafusos, bem como a absorção de água e o inchamento em espessura, após 24 horas de imersão. Todas as propriedades mecânicas dos painéis foram superiores às exigidas pela norma ANSI/A 208.1-1993. Contudo, todos os painéis absorveram água em valores superiores àqueles normalmente observados em painéis comerciais. Apesar disto, o inchamento em espessura foi compatível com o dos painéis de partículas de madeira existentes no mercado. Os painéis nos quais se aplicou a solução de poliestireno foram, de modo geral, os que apresentaram os melhores valores para todas as propriedades.

Avaliação do processo produtivo de uma indústria de manufatura de painéis por meio do balanço de material e do rendimento da matéria-prima

O trabalho foi desenvolvido no setor de manufatura de painéis da Battistella Indústria e Comércio Ltda., localizada em Santa Catarina, e teve como objetivo a avaliação do processo produtivo de painéis, utilizando-se os princípios do balanço de material e do rendimento da matéria-prima. Além disso, pretendeu-se estabelecer uma metodologia para aplicação em outras indústrias madeireiras. Os dados foram obtidos através de visitas, aplicação de questionários e dados de escritório, e elaboraram-se equações e um fluxograma para representar o balanço de material. Concluiu-se que a indústria é integrada, representando vantagem competitiva. O balanço de material indicou que a atividade com maior potencial gerador de resíduos foi a preparação de sarrafos de madeira (55,71% do total de resíduos gerados). As atividades com maiores rendimentos foram a prensagem (97,44%), o seccionamento (93,92%), o esquadrejamento (93,51), o lixamento (90,97%) e a preparação de sarrafos (54,51%). O rendimento geral da manufatura foi de 63,16%, sendo os valores encontrados no trabalho similares aos da literatura. A metodologia desenvolvida para o trabalho é simples e pode ser aplicada em outras indústrias do setor madeireiro.

Propriedades de resistência e rigidez à flexão estática de painéis OSB e compensados

Em uma indústria de móveis estofados, localizada em Piracicaba, SP, foram coletados aleatoriamente corpos-de-prova de painéis compensados e OSB para determinação das propriedades de resistência (MOR) e rigidez (MOE) à flexão estática, com as finalidades de compará-las e avaliar a possibilidade de substituição direta do compensado, utilizado tradicionalmente nas partes estruturais dos móveis, por OSB. Os ensaios foram realizados com base nas prescrições da norma brasileira para compensados (NBR 9533), similar à norma americana ASTM D 1037. A análise dos resultados de MOR (paralelo e perpendicular) e MOE (perpendicular) revelou que os painéis de compensado foram significativamente mais resistentes e rígidos que os de OSB. Com relação à rigidez na direção paralela (MOE paralelo), os painéis foram equivalentes. Conclui-se que a substituição direta do compensado por OSB não é recomendável porque, embora esses painéis possam apresentar propriedades físicas similares como a massa específica aparente, eles também apresentaram propriedades mecânicas diferenciadas, indicando que a substituição desses dois tipos de material deve ser precedida de estudos aprofundados que levem em consideração a magnitude das propriedades requeridas pelos produtos em uso.

Produção de painéis de madeira aglomerada de Grevillea robusta A. Cunn. ex R. Br.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento da madeira de Grevillea robusta na produção de painéis de madeira aglomerada. Os painéis foram produzidos em densidades de 0,60 e 0,80 g/cm³ e conteúdo de resina de 6 e 8%. Os resultados de propriedades físicas e mecânicas dos painéis fabricados com densidade de 0,80 g/cm³ e conteúdo de resina de 8% evidenciaram que a madeira de Grevillea robusta pode ser utilizada como fonte alternativa de matéria-prima para produção de painéis aglomerados.

Umidade de equilíbrio de painéis de madeira

Este estudo teve como objetivo a determinação da umidade de equilíbrio de painéis de madeira numa câmara de climatização e comparação dos seus valores com os obtidos através da equação de Nelson. O trabalho foi desenvolvido na Unidade Experimental de Produção de Painéis de Madeira da Universidade Federal de Lavras. Foram utilizadas amostras de aglomerado, compensado multilaminado e sarrafeado, chapa dura, OSB (Oriented Strand Board) , MDF (Medium Density Fiberboard), HDF (High Density Fiberboard), madeira-cimento e madeira-plástico, sendo esses produtos de escala industrial e experimental. As dimensões dos corpos-de-prova foram de 2,60 cm de largura por 2,60 cm de comprimento. As espessuras foram aquelas mais utilizadas comercialmente de cada produto, sendo utilizadas cinco repetições por painel. Os corpos-de-prova foram pesados e levados para uma câmara de climatização, onde foram submetidos a diferentes condições de umidade relativa (90, 80, 70, 60, 50 e 40%) e uma temperatura constante de 30 ºC. Determinaram-se a histerese e a umidade de equilíbrio, que variaram de 40 a 90%. Os resultados indicaram que a equação de Nelson se mostrou eficiente na estimativa da umidade de equilíbrio e que não existe em média diferença de histerese entre os produtos estudados, mostrando que todos apresentam a mesma estabilidade dimensional. Observou-se, também, que o revestimento dos painéis não afetou a umidade de equilíbrio.

Alterações na estrutura anatômica da madeira de cavacos de eucalyptus grandis em três condições de desfibramento para a confecção de painéis MDF

A utilização da madeira de eucalipto na confecção de painéis MDF é recente, tornando-se necessário entender as modificações em sua estrutura anatômica durante as etapas do processo industrial, notadamente no desfibramento dos cavacos. Com esse objetivo, neste estudo foram aplicadas três condições diferenciadas de desfibramento dos cavacos, alterando-se (i) o tempo de aquecimento, (ii) as pressões de digestão e de desfibramento e (iii) a energia específica de desfibramento, sendo avaliadas as características anatômicas dos componentes celulares da madeira. O aumento da intensidade de refino dos cavacos de madeira reduziu o comprimento médio das fibras e aumentou o porcentual de fibras quebradas, corroborando as imagens de microscopia eletrônica de varredura, além da diminuição do número dos vasos e de células de parênquima. Essa condição de desfibramento mais intensa promoveu, também, um característico escurecimento da coloração da polpa composta pelos elementos celulares da madeira. A aplicação de variáveis de desfibramento mais brandas aumentou a presença de feixes de fibras e do número de vasos e de parênquima, resultando em uma polpa de coloração mais clara. As alterações das características morfológicas dos componentes celulares da madeira dos cavacos de eucalipto, após o tratamento de desfibramento, relacionaram-se com as etapas do processo operacional e com a qualidade tecnológica dos painéis de fibras MDF.

Caracterização da estrutura anatômica, densidade básica e morfologia de cavacos da madeira de Eucalyptus grandis para a produção de painéis MDF

O aumento na produção dos painéis "Medium Density Fiberboard" (MDF) confeccionados com madeira de espécies de Eucalyptus spp de rápido crescimento evidencia a necessidade da caracterização dos seus componentes celulares, da densidade básica e da morfologia de cavacos. Com esse objetivo, foram coletadas três amostras de cavacos de madeira de árvores de Eucalyptus grandis, na linha de produção de indústria de painel. Em laboratório, os cavacos foram dissociados por maceração, para a avaliação das dimensões das fibras e dos vasos; determinou-se a densidade básica dos cavacos, bem como se caracterizaram a sua espessura e morfologia. Os resultados indicaram valores médios de 1005-19,7-11,8-3,9 µm para o comprimento, largura, diâmetro do lume e espessura média da parede das fibras, respectivamente. A densidade básica da madeira foi de 0,432 g/cm³ e a espessura dos cavacos, de 4,36 mm. Os valores médios de retenção dos cavacos foram de 0,9-16,9-44,5-30,7-6,1-0,9% nas peneiras 40, 25, 16, 8, 3,35 mm e fundo, respectivamente, sendo 75,2% retidos nas peneiras de 16-8 mm de abertura. Os resultados das análises anatômicas e morfológicas dos cavacos de madeira foram discutidos e comparados com informações da literatura especializada e correlacionados com o processo produtivo de chapas MDF.

Aproveitamento de resíduos de painéis de madeira gerados pela indústria moveleira na produção de pequenos objetos

Os painéis reconstituídos à base de madeira ganharam espaço antes ocupado pela madeira maciça, o que tem gerado volume expressivo de resíduos. A indústria moveleira contribui para a geração desses resíduos, que se apresentam como alternativa viável para a exploração de sua aplicação na produção artesanal de pequenos objetos. Este trabalho teve por objetivo produzir pequenos objetos com painéis e com mistura de resíduos de painéis de madeira, a fim de comparar suas qualidades. A partir de 10 projetos gráficos, três artesãos confeccionaram 10 pequenos objetos, utilizando painéis de MDF (Medium Density Fiberboard), OSB (Oriented Strand Board) e compensado. Cada artesão produziu nove exemplares de cada objeto. Um quarto artesão confeccionou os mesmos objetos com resíduos de três empresas do polo moveleiro da cidade de Ubá, MG, com três repetições, sendo comparados os atributos de qualidade dos objetos. Concluiu-se que todos os painéis são adequados para a confecção dos objetos e alguns se destacam em relação a outros, conforme o atributo avaliado. Os objetos confeccionados com a mistura de resíduos de painéis de madeira tiveram acabamento uniforme e não apresentaram diferenças significativas em relação aos produzidos com painéis com relação aos atributos funcionalidade, peso, proporção e simetria. A mistura de resíduos de diferentes painéis influenciou negativamente a avaliação dos atributos acabamento, beleza e cor. Um objeto produzido a partir de resíduos do mesmo painel pode ser mais harmonioso e atrativo. É tecnicamente viável a produção de pequenos objetos a partir de resíduos de painéis de madeira vindos de indústrias moveleiras.

Mistura de três espécies de reflorestamento na produção de painéis cimento-madeira

Este trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica de produção de painéis cimento-madeira compostos por diferentes proporções de resíduos das madeiras de cedro-australiano (Toona ciliata M. Roem.), Pinus taeda e clone de híbrido de Eucalyptusgrandis x Eucalyptus urophylla,utilizando-se dois processos distintos de cura: vaporização e climatização. Foi utilizado o cimento Portland CP V - ARI/Plus como aglomerante e o cloreto de cálcio como aditivo químico. As partículas de madeira foram previamente tratadas em água fria durante 24 h. Foram considerados os seguintes parâmetros: relação madeira/cimento - 1/2,75; relação água/cimento - 1/2,5 (base peso do cimento); taxa de água de hidratação/cimento - 25% (base peso do cimento); aditivo químico - 4% (base peso do cimento); densidade nominal - 1,10 g/cm³; e dimensões dos painéis - 480 x 480 x 150 mm. Os parâmetros de prensagem foram: temperatura ambiente, pressão específica de 40 kgf/cm² e tempo de 10 min. O tempo de grampeamento foi de 24 h. As propriedades avaliadas foram absorção de água e inchamento em espessura após 24 h, flexão estática, compressão e ligação interna. O experimento foi instalado segundo um delineamento inteiramente casualizado com três repetições e seis tratamentos, arranjados num esquema fatorial de três composições x dois processos de cura. Os painéis compostos pela mistura de T. ciliata com o clone de Eucalyptus apresentaram valores médios superiores para inchamento em espessura e resultados inferiores para a maioria das propriedades mecânicas. A cura a vapor melhorou as propriedades físicas, mas afetou negativamente a maioria das propriedades mecânicas.

Produção de painéis compensados estruturais com diferentes composições de lâminas de Eucalyptus saligna e Pinus caribaea

Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade de painéis compensados estruturais produzidos com lâminas de Eucalyptus saligna e Pinus caribaea var. caribaea, var. hondurensis e var. bahamensis com diferentes composições de lâminas. Foram produzidos painéis experimentais com dimensões de 50 x 50 cm, utilizando-se cinco lâminas de 2,2 mm, com as seguintes composições: (1) painéis com todas as lâminas de mesma espécie/variedades (T1, T2, T3 e T4); e (2) painéis com lâminas de Eucalyptus saligna de forma intercalada com as lâminas de três variedades de Pinus caribaea (T5 a T10). Os painéis produzidos exclusivamente com lâminas de Eucalyptus saligna apresentaram valores superiores de resistência da linha de cola aos esforços de cisalhamento, MOE e MOR paralelo e perpendicular. A composição dos painéis com lâminas das duas espécies/variedades de forma intercalada não influenciou, de forma significativa, a resistência da linha de cola e MOE e MOR perpendicular. A disposição das lâminas de Eucalyptus saligna na capa dos compensados resultou em maiores valores de MOE e MOR paralelo. Os resultados das propriedades mecânicas avaliadas foram satisfatórios, em comparação com os valores de referência apresentados na literatura e com aqueles requisitos mínimos requeridos pela norma técnica, indicando a viabilidade de produção de painéis compensados do tipo "combi" com combinação de espécies de folhosas e coníferas.