Remediación biótica y abiótica de un suelo contaminado con cobre, cinc y cromo : monitoreo biológico

El suelo, al ser uno de los sistemas clave para el desarrollo de las sociedades, puede resultar contaminado antrópicamente con metales pesados (MP), amenazando su funcionalidad. En función a la creciente preocupación que esto significa, en esta tesis se planteó, de modo general, evaluar el efecto remediador que presentan ciertas enmiendas orgánicas e inorgánicas, así como especies del género Sesbania en las propiedades químicas y biológicas de un suelo contaminado con Cu, Zn, y Cr. De todos los ensayos realizados en el transcurso de la misma, se pudo observar que cada MP interaccionó de manera diferente con los componentes del suelo, que además esa interacción con la matriz del suelo se vió influenciada por la presencia simultánea de otros metales. Asimismo, tanto la movilidad, como la disponibilidad de los mismos se vio afectada por la implementación de estrategias de remediación. También, la fitorremediación asistida, que incluye la combinación de estrategias in situ, resultó ser una alternativa interesante no solo para inmobilizar los metales en el suelo, sino para obtener sinergias que recuperen la calidad biológica, química y física del suelo. Se concluye que el uso combinado de enmiendas y especies vegetales nativas, es una estrategia práctica aceptable desde el punto de vista económico y ecológico, y que permite le recuperación de la calidad del suelo

Eficiencia in vitro de antagonistas de Rhizoctonia solani y Sclerotium rolfsii y análisis camparativo de distintos modelos de crecimiento

p.59-65

La percepción de la calidad del suelo por parte de los productores en una prueba piloto en el área pampeana

p.97-106

Efectos del riego complementario sobre propiedades del suelo en sistemas de producción con siembra directa

La irrigación y el sistema de labranzas modifican las propiedades edáficas. El objetivo de esta tesis fue estudiar el efecto del riego complementario sobre la fertilidad química y física de un suelo manejado bajo siembra directa (SD). Sobre un experimento ubicado en el INTA Manfredi, Córdoba, se evaluaron dos tratamientos: irrigado (Ri)y secano (Sec). En 1996 (instalación experimento), se muestreó el suelo en cuadrícula. En 2007 se muestrearon sitios para determinar la evolución de la salinidad, sodicidad, pH, carbono orgánico (CO), estabilidad de agregados (EA)e infiltración. Bajo riego, se incrementó la CE al inicio del experimento y luego existió un equilibrio aparente, con variaciones, pero sin acumulación paulatina de sales en el suelo. Se observó movimiento de sales en profundidad. El PSI aumentó desde la superficie, asociado al movimiento de sales, y se incrementó el pH. En Ri hubo una tendencia al incremento de CO en el estrato superficial y una menor pérdida en el subsuperficial. En 0-20 cm, se estimó un aumento diferencial del stock de CO en Ri de 0,221 tnC/ha/año y una mayor emisión de C-CO2. La EA del horizonte superficial fue superior bajo riego, asociada con el CO y, principalmente, la CE del suelo. No hubo diferencias entre tratamientos en la infiltración del agua, indicando ausencia de asociación entre infiltración y PSI. Luego de once años se considera que el riego no está provocando una degradación de las propiedades del suelo. La salinización fue de muy baja magnitud y si bien aumentó la sodicidad, no se observó degradación de la estructura ni se afectó el ingreso de agua al suelo. El mantenimiento de los niveles de CO en la superficie, el mayor aporte de residuos de cultivos y actividad biológica en el suelo irrigado, explicarían estos resultados.

Biological and demographic response of aphids Nasonovia ribisnigri (Mosley) and Aulacorthum solani (Kaltenbach) (Hemiptera : Aphididae) on lettuce commercial cultivars under laboratory conditions

p.17-24

Efect of Nostoc muscorum Ag. on germination in vitro of Bremia lactucae sporangia in Lactuca sativa L. Regel

p.1-8

New wild Brassica oleracea L. germplasm at its western distribution limit in the Iberian Peninsula

An exploration and collection mission for wild Brassica oleracea populations was carried out in spring and summer of 2013. The aim of this collection was to expand the number of accessions of wild Brassica oleracea available for basic and applied research in plant breeding. In this paper we report a new accession of wild Brassica oleracea in an unexplored coastal area of Galicia, NW Iberian Peninsula. Details of population ecology and vegetation, soil, climate and geographic data were recorded for this population. The “Endangered” threat category for the region is proposed, and actions for in situ and ex situ conservation are proposed. Seeds will be added to the germplasm collections of University of Santiago de Compostela and Misión Biológica de Galicia (CSIC) for further research on diverse aspects of the dynamics and ecophysiology of the population along with characterization and evaluation of useful traits.

Treatment of effluents contaminated with prions. Chemical reactor design

The control and elimination of prionic infective agents that may be present in the effluents, turns out to be a complicated mechanism inside a High Containment bological Facility. There are two ways to carry out this neutralization: Installation of thermal systems to ensure achieve a minimum temperature of 134 ° C sterilization plateau for a residence time of 18 minutes, and the use of chemical reactors based on the addition of sodium hypochlorite so the mixture maintained 2% of free chlorine during the reaction period. This study presents the design phases, elements and benefits, of a chemical reactor that allows the treatment of prion effluents in order to serve as a model to biocontainment facilities with areas of animal experimentation, who want to develop their work with prions.

CHEMICAL COMPOSITION AND ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF ESSENTIAL OILS OF LAVANDULA SPP.

Lavenders belong to the family Labiatae and represent some of the most popular medicinal plants of great economic importance. Their essential oils are important for the perfume, cosmetic, flavouring and pharmaceutical industries. However, despite its popularity, and the long tradition of use, biological properties of the various Lavandula species are not yet been well sustained by scientific or clinical studies and some available data being inconclusive and controversial [1]. Although Lavandula spp. have similar ethnobotanical properties, however, chemical composition and therapeutic uses differ from different species and main composition of essential oils showed differences with species and with the region were they grow [1,2,3]. L. stoechas L. subsps. luisieri (Rozeira) Rozeira. L. pedunculata (Mill.) Cav. and L. viridis L’Hér are endemic to the Iberian Peninsula, widespread in the South of Portugal, namely in Alentejo and Algarve. In our work, essential oils from the stems or leaves from wild grown plants of L. luisieri (Alentejo), L. pedunculata (Alentejo) and L. viridis (Algarve), were extracted by hydrodistillation and analyzed by GC-FID. Antimicrobial activity was evaluated by solid diffusion disk assay and minimal inhibitory concentration (MIC) against pathogenic Gram-positive and Gram-negative bacteria and food spoilage fungi.

Enfermagem Contemporânea. Dez Temas, Dez Debates

Introdução O ebook que aqui se apresenta resulta da compilação das diferentes intervenções que tiveram lugar nas Oficinas Temáticas mensais (no total de nove), que decorreram no ano de 2013, na ESESJDUE. As Oficinas Temáticas definem-se como espaços de discussão pública entre a academia, as diversas organizações de saúde da sociedade civil (públicas, privadas e de solidariedade social) e os agentes sociais da saúde. Com este espaço pretendeu-se promover o debate, a discussão, a reflexão e a confluência de saberes sobre as várias dimensões da enfermagem, da saúde e da doença na sociedade atual. Estas oficinas procuraram colocar em articulação as diferentes perspectivas sobre uma determinada área temática da saúde, desde os conhecimentos científicos pro-duzidos (resultantes da investigação produzida ou em curso nessa área), ao seu en-quadramento pelas políticas públicas, marcando a exploração dos discursos oficiais e as perspetivas de diferentes profissionais sobre a saúde a doença e a enfermagem. Foram, e continuarão a ser, objetivos das Oficinas Temáticas promover um espaço de reflexão, discussão e partilha de saberes aberto aos diferentes atores da academia e da sociedade/comunidade sobre a saúde na atualidade; estimular e possibilitar a refle-xão e discussão fora da sala de aula e incentivar a produção de relatos resultantes da discussão e reflexão, a serem publicados e partilhados na comunidade virtual - este ebook é o resultado do primeiro ano de trabalho. Os temas debatidos neste primeiro ano foram aqueles que habitualmente estão ausentes dos programas curriculares da enfermagem, mas cuja centralidade marca as agendas quer da área clínica, quer do ensino, quer da política de saúde. São disso exemplo as questões da violência doméstica e de género, o conhecimento em enfer-magem, a segurança do doente, as práticas simuladas, a medicalização do parto, os valores éticos, a comunicação em saúde, os cuidadores informais ou a espiritualidade nos cuidados . A heterogeneidade dos temas discutidos, visou colmatar necessidades sentidas de refle-tir, discutir e aprofundar cada uma das referidas temáticas a partir de novas perspetivas e abordagens e simultaneamente captar novos contributos disciplinares para enriquecer o conhecimento em enfermagem. Tendo como referência o relatório Frenk , cada vez mais a enfermagem, tal como todas as disciplinas da área da saúde, deve exercer um papel central nas reformas institucionais e educacionais necessárias à saúde. Para tal, afirma-se a necessidade preparar os futuros profissionais para o trabalho em equipa não só interprofissional (várias profissões que trabalham em conjunto para um objetivo comum) mas essen-cialmente transdisciplinar (várias profissões trabalham em conjunto sob um modelo compartilhado com uma linguagem comum). Neste novo modelo também designado por “profissionalismo transdisciplinar” (Belar, 2013) , cada um não só usa a sua própria experiência, para resolver problemas comum com base num modelo integra-tivo, mas assume ativamente seu papel de agente da mudança, revela-se um gestor competente dos recursos e um promotor de políticas baseadas em evidência, enfati-zando sempre a responsabilidade pelo seu desempenho. Trabalhando em conjunto, os diferentes profissionais da saúde, não só melhoram a saúde dos utentes e comu-nidades como são dignos da sua confiança. Neste contexto, a educação/formação destes profissionais deve ter como objetivos centrais a melhoria dos serviços de saúde, preparando-os para ir de encontro às necessidades dos indivíduos e das popu-lações de uma forma equitativa e eficiente e ainda promover uma visão global e comum da saúde para o futuro. As mudanças propostas, segundo os referidos autores, não cabem em currículos está-ticos e em modelos educativos fragmentados, desatualizados e insensíveis às exigên-cias da saúde na sociedade atual. Para responder a este objetivo, o relatório citado salienta a necessidade de, no processo formativo dos estudantes da área da saúde (enfermagem, medicina, nutrição, serviço social), assumir lugar de destaque o nível transformador da aprendizagem, que inclui competências para liderar e mudar o sistema de saúde, competências de interação e de trabalho em equipa e o conheci-mento sobre a governança do sistema de saúde e dos seus componentes. Neste contexto, cabe à academia um papel central no debate e reflexão necessárias às mudanças que o novo modelo de educação/formação dos profissionais de saúde exige. As Oficinas Temáticas realizadas durante o ano de 2013 foram, a seu modo, e espera-se que continuem a ser, o ponto de partida para a reflexão imprescindível à mudança que se impõe e deseja. O primeiro texto deste ebook centra-se no trabalho em rede no combate à violência doméstica. Apesar da Violência Doméstica ser um fenómeno presente na sociedade desde tempos imemoriais, só nos anos mais recentes ganhou visibilidade pública e mobilizou esforços congregados de diferentes áreas no seu combate. Apesar disso, este é um tema que tem estado ausente dos currículos académicos das diferentes profissões da saúde. O debate e reflexão sobre Violência Doméstica permitiu, não apenas conhecer o trabalho realizado no âmbito da Rede de Intervenção Integrada do Distrito de Évora (RIIDE) e os objetivos que visa alcançar, mas também sensibilizar os docentes para a importância deste tema ser integrado na formação dos futuros enfermeiros, cujo papel no combate à Violência Doméstica, a partir de um trabalho integrado, não pode ser ignorado. A construção do conhecimento em enfermagem na perspetiva do estudantes de licen-ciatura e o raciocínio clínico dos enfermeiros dominaram a reflexão do segundo tema. Quer um, quer outro são fundamentais para a compreensão da enfermagem como disciplina e para a prestação de cuidados, ao permitirem compreender quer como se estrutura esta realidade, quer como se reflete sobre ela. O primeiro texto centra-se na análise das representações sociais dos estudantes sobre a conhecimento em enfermagem e o segundo apresenta uma reflexão profunda sobre as questões que medeiam o processo de raciocínio clínico dos enfermeiros. O terceiro tema debatido e refletido foi a segurança do doente e a qualidade dos cuidados. Em qualquer área da saúde este é um tema incontornável no atual contexto dos cuidados de saúde. A qualidade dos cuidados e os custos associados aos cuidados dominam os mercados e os negócios da saúde e definem a pressão sobre a organiza-ções de saúde, obrigadas a agir e a incorporarem os princípios e os conceitos da segu-rança do doente na prática quotidiana. Neste texto apresentam-se o princípios centrais que devem sustentar o posicionamento de todos os profissionais de saúde face à implementação de uma cultura de segurança na saúde. No quinto texto analisa-se a medicalização do parto a partir de uma investigação (ainda em curso) sobre os motivos subjacentes à opção das mulheres grávidas pelo parto por cesariana. Os avanços nos campos da anestesiologia e da antibioterapia, se vieram tra-zer mais segurança a este ato também contribuíram para a medicalização do parto, no-meadamente através do aumento das taxas de cesariana. A questões debatidas cen-tram-se no papel das enfermeiras especialistas em saúde materna e obstetrícia e o seu papel na informação e formação das grávidas em termos de opção face ao parto. Apesar do avanço da medicalização não atingir todos os fenómenos com o mesmo grau de intensidade, o nascimento é um dos acontecimentos mais medicalizados, desde a indução do parto até ao próprio parto, com os riscos que lhe são inerentes. Este texto questiona e discute os motivos que levam as mulheres a optar por um parto por cesariana e, desta forma, a aderirem à medicalização de um acontecimento ances-tralmente descrito como “natural”. A relação terapêutica como pacto de cuidados na perspetiva de Paul Ricoeur é o tema dominante do texto seis, em que são refletidas e aprofundadas as conceções filosófi-cas e éticas deste autor sobre o pacto de cuidado. A partir das conceções de Ricouer, a autora reflete sobre o significado ético das relações entre quem cuida e quem é cuida-do, salientado a importância da apreciação crítica das questões éticas e do agir, no quotidiano dos cuidados de enfermagem. No texto seguinte analisam-se as questões dos cuidadores informais, que se avolumam na justa proporção em que se assiste ao envelhecimento da população, à complexifi-cação do contexto social caraterizado por alterações nas estruturas familiares, bem como a alteração das políticas sociais que apelam à permanência de idosos e depen-dentes nos seus ambientes familiares e às novas políticas de saúde com valorização dos tratamentos ambulatórios e diminuição dos tempos de demora média de interna-mento. Apesar da complexidade que carateriza a prestação de cuidados informais, é à família que tradicionalmente se atribui a responsabilidade pelo cuidado informal, ignorando-se frequentemente toda a dinâmica que envolve este tipo de cuidado e as implicações que gera na própria estrutura familiar. O tema que encerra este ebook é a espiritualidade em Enfermagem, que congrega dois texto. No primeiro, enquadra-se a espiritualidade no âmbito dos cuidados de saúde e de enfermagem e destaca-se a sua importância nas profissões ligadas ao cuidado humano. Afirma-se que a espiritualidade não pode ser confundida com religiosidade. Ela é uma dimensão de vida do ser humano, que a par da dimensão biológica, inte-lectual, emocional e social, permite que cada um reconheça o sentido que procura para a sua existência e se diferencia de outro ser humano. A espiritualidade, parte integrante da experiência vivencial de cada ser humano, deve assumir também um lugar central na atenção dos profissionais de saúde. O segundo texto, sobre a espiritualidade em enfermagem, centra-se na validação clínica do diagnóstico de enfermagem angústia espiritual, realizado com um grupo de doentes adultos de um serviço de hemato-oncologia. Alerta-se para a prevalência do diagnóstico angústia espiritual e afirma-se a necessidade de os enfermeiros estarem atentos a este diagnóstico que não deve ser confundido com uma situação patológica de depressão e refere-se a importância do aprofundamento concetual da espiritualidade em enferma-gem, através do conhecimento de como os doentes vivenciam a angústia espiritual e quais os significados atribuem a esse estado de sofrimento na sua vida. Por fim, salienta-se que apesar da heterogeneidade dos temas e das diferentes aproxi-mações realizadas pelos autores, os textos aqui reunidos traduzem-se num importante contributo para a reflexão da enfermagem contemporânea e para uma aproximação ao trabalho transdisciplinar na saúde.

Sistemas de informação para DNA microarrays

O projecto de sequenciação do genoma humano veio abrir caminho para o surgimento de novas áreas transdisciplinares de investigação, como a biologia computacional, a bioinformática e a bioestatística. Um dos resultados emergentes desde advento foi a tecnologia de DNA microarrays, que permite o estudo do perfil da expressão de milhares de genes, quando sujeitos a perturbações externas. Apesar de ser uma tecnologia relativamente consolidada, continua a apresentar um conjunto vasto de desafios, nomeadamente do ponto de vista computacional e dos sistemas de informação. São exemplos a optimização dos procedimentos de tratamento de dados bem como o desenvolvimento de metodologias de interpretação semi-automática dos resultados. O principal objectivo deste trabalho consistiu em explorar novas soluções técnicas para agilizar os procedimentos de armazenamento, partilha e análise de dados de experiências de microarrays. Com esta finalidade, realizou-se uma análise de requisitos associados às principais etapas da execução de uma experiência, tendo sido identificados os principais défices, propostas estratégias de melhoramento e apresentadas novas soluções. Ao nível da gestão de dados laboratoriais, é proposto um LIMS (Laboratory Information Management System) que possibilita a gestão de todos os dados gerados e dos procedimentos realizados. Este sistema integra ainda uma solução que permite a partilha de experiências, de forma a promover a participação colaborativa de vários investigadores num mesmo projecto, mesmo usando LIMS distintos. No contexto da análise de dados, é apresentado um modelo que facilita a integração de algoritmos de processamento e de análise de experiências no sistema desenvolvido. Por fim, é proposta uma solução para facilitar a interpretação biológica de um conjunto de genes diferencialmente expressos, através de ferramentas que integram informação existente em diversas bases de dados biomédicas.

Valorização de resíduos industriais na formulação de produtos e pigmentos cerâmicos: processamento e desenvolvimento de cor

A valorização de diferentes resíduos industriais provenientes dosector de tratamento/revestimento de superfícies metálicas pode ser obtida utilizando-os como matérias-primas na formulação de pigmentos cerâmicos, sintetizados pelo método cerâmico convencional. Neste trabalho avaliou-se a viabilidade de incorporar lamas geradas pelos processos de (i) anodização, ricas em alumínio, (ii) de niquelagem e cromagem de torneiras, usadas como fonte de níquel e crómio, e (iii) da decapagem química de aços de uma trefilaria, ricas em ferro, utilizadas por si só, ou em conjunto com matérias-primas comerciais, para a obtenção depigmentos cerâmicos que coram, de forma estável, diversas matrizes cerâmicas e vítreas. Esta solução assegura ainda a inertização de potenciaisespécies perigosas presentes nos resíduos, resultando produtos inócuospara a saúde pública. Procedeu-se à caracterização de cada resíduo, em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, grau de toxicidade, distribuição granulométrica, teor de humidade, etc. Verificou-se a constância das características das lamas, recorrendo à análise de lotes recolhidos em momentos distintos. Os resíduos são essencialmente constituídos por hidróxidos metálicos e foram utilizados após secagem e desagregação. No entanto, a lama de anodização de alumínio sofreu um tratamento térmico suplementar a 1400ºC. O método de síntese dos pigmentos englobou as seguintes etapas: (i) doseamento; (ii) homogeneização; (iii) calcinação; (iv) lavagem e moagem.Procedeu-se à caracterização dos pigmentos, avaliando a cor por espectroscopia de reflectância difusae pelo método CIELAB e determinando as características físico-químicas relevantes. Posteriormente, testou-se o seu desempenho em produtos cerâmicos distintos (corpos e vidrados), aferindo o desempenho cromático e a estabilidade. Numa primeira fase, desenvolveram-se e caracterizaram-se tipos distintos de pigmentos: (i) com base na estrutura do corundo (ii) verde Victória deuvarovite (iii) violeta de cassiterite com crómio (iv) pigmento carmim de malaiaíte; (v)pretos e castanhos com base na estrutura da espinela. Aprofundaram-se depois os estudos do pigmento carmim de malaiaítee do pigmento preto com base na estrutura da espinela. O pigmento carmim de malaiaíte, CaSnSiO5:Cr2O3, é formulado coma lama gerada no processo de niquelagem e cromagem. Avaliou-se a influência do teor de lama na temperatura de síntese e na qualidade cromática, em comparação com um pigmento formulado com reagentes puros. O pigmento preto com estrutura de espinela de níquel, crómio e ferro, foii formulado exclusivamente a partir das lamas geradas nos processos de cromagem/niquelagem e de decapagem química do aço. Avaliaram-se as características cromáticas e o grau de inertização dos elementos tóxicospresentes, em função da estequiometria e do tratamento térmico. Estudou-se ainda um novo sistema com base na estrutura da hibonite(CaAl12O19), que permite a obtenção de pigmentos azuis e que utiliza a lama de cromagem e niquelagem. As espécies cromóforas (Ni2+ ou Co2+) assumem coordenação tetraédrica quando substituem os iões Al3+ que ocupam as posições M5 da rede da hibonite. A formação simultânea de anortite permite reduzir a temperatura de síntese.Para além do carácter inovador deste pigmento de dissolução sólida, a qualidade cromática e a sua estabilidade são interessantes. Além disso, os teores de cobalto ou níquel são reduzidosrelativamente aos utilizados em formulações comerciais de pigmentos azuis, o que se traduz em importantes vantagens económicas e ambientais.

Alguns aspectos da modelação ecológica na costa portuguesa (Aveiro) : efeitos físicos na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica

O presente trabalho propõe estudar alguns aspectos da modelação ecológica na Costa Portuguesa, nomeadamente o efeito físico na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica. O principal propósito foi implementar e validar um modelo acoplado tridimensional físico e ecológico, para a costa portuguesa, e aplicá-lo numa área limitada, a norte, por Vila do Conde e a sul pela Figueira da Foz centrada na região de Aveiro, para estudar a distribuição, vertical e horizontal, de temperatura, nutrientes e biomassa fitoplanctónica. A região em estudo está situada na costa oeste da Península Ibérica e faz parte da Região de Afloramento do Atlântico Norte. É caracterizada por condições meteorológicas onde a predominância e prevalência, durante uma grande parte do ano, de ventos de norte/noroeste, constitui um dos principais elementos forçadores do transporte para o largo das águas costeiras e consequente subida das águas mais frias e profundas, ricas em nutrientes. A estas condições juntam-se as boas condições de luminosidade e temperatura essenciais ao desenvolvimento fitoplanctónico, que servirá de alimento às espécies marinhas. Este facto, torna esta região, uma zona de elevada riqueza biológica favorável ao desenvolvimento de várias espécies marinhas, transformando este local num ecossistema de forte produtividade. O modelo foi calibrado e validado para a área em estudo e simulou com sucesso, a resposta do sistema à situação de ventos favoráveis ao afloramento costeiro para a região em estudo. Quando comparada com dados observados, os resultados mostram que o modelo é capaz de prever satisfatoriamente as distribuições superficiais e na coluna de água: da temperatura, dos nutrientes, do oxigénio e da clorofila-a. Os resultados evidenciam o crucial papel desempenhado pelos processos físicos no aumento de fitoplâncton que ocorre ao longo de uma estreita área da costa norte portuguesa, mostrando a estreita ligação entre a distribuição costeira de fitoplâncton e a distribuição costeira de temperatura, à superfície. A produtividade do fitoplâncton que ocorre nas águas costeiras não só é atribuída à disponibilidade de nutrientes mas também à intensidade luminosa. A luz e a intensidade dos ventos de norte/noroeste são os factores chave no controlo dos blooms de fitoplâncton observados nesta região de afloramento, sobretudo no Verão, nomeadamente na camada de mistura pouco profunda e junto à nutriclina. Deste modo os modelos numéricos em associação com dados in situ e imagens de satélite poderão ser considerados uma excelente ferramenta para a análise e previsão de cenários, presentes e futuros, de acções praticadas sobre o meio ambiente.

Novel furan polymer materials based on the reversible Diels-Alder reaction

A futura e inevitável escassez dos recursos fósseis, juntamente com o aumento imprevisível dos seus preços, levou, nas últimas décadas, a um aumento impressionante de iniciativas dedicadas não só à procura de fontes alternativas de fornecedores de energia, mas também de produtos químicos e polímeros a partir de fontes renováveis, em particular da biomassa vegetal. Entre estes, os polímeros derivados de monómeros furânicos constituem uma classe única de materiais cujas estruturas podem, em princípio, simular virtualmente os seus homólogos actualmente derivados de recursos fósseis. O anel furânico é uma estrutura heterocíclica com um carácter diénico pronunciado, o que torna-o um dieno particularmente apropriado para a reacção de Diels-Alder (DA) com dienófilos como a maleimida. Um dos aspectos mais relevantes da reacção de DA é a sua reversibilidade em função da temperatura, a qual permite que os aductos sejam facilmente revertidos nos seus precursores por aumento da temperatura (reacção de retro-DA). No caso específico da combinação furano-maleimida, a formação do aducto predomina até cerca de 60ºC, enquanto a reacção inversa é dominante acima de 100ºC. A combinação desta característica da reacção de DA com a química de compostos furânicos pode abrir um novo caminho para a preparação de materiais macromoleculares funcionais com base em fontes renováveis e com aplicações promissoras como auto-reparação e reciclabilidade. O principal objectivo desta Tese, é a síntese e caracterização de novos materiais poliméricos termo-reversíveis, aplicando a reacção de DA a monómeros complementares com estruturas dos tipos furânico (o dieno, designado por A) e de maleimida (o dienófilo, designado por B). A primeira etapa neste trabalho envolveu a síntese, purificação e caracterização de novos monómeros furânicos e de maleimida do tipo AA, A3, BB, B3, AB, AB2, cada um com diferentes grupos separadores das funções reactivas. Posteriormente, estes monómeros foram polimerizados e despolimerizados por ciclos de DA/retro-DA utilizando diferentes combinações. A formação e dissociação de todos os aductos de DA foram seguidas por ambas espectroscopias de UV e RMN de 1H. O primeiro sistema de DA estudado foi uma combinação modelo entre reagentes mono-funcionais (-A+-B), nomeadamente o acetato furfurílico (FA) e a N-metilmaleimida (MM), ambos comercialmente disponíveis. O objectivo desta abordagem foi estudar a cinética e o equilíbrio da formação/dissociação dos aductos de DA e obter indicações sobre as condições mais adequadas a serem usadas na preparação dos correspondentes novos materiais macromoleculares. Além disso, pretendia-se verificar a presença ou ausência de reacções secundárias que poderiam intervir em ambas as vias directa e inversa das reacções, mesmo após vários ciclos. A espectroscopia de UV forneceu informação quantitativa sobre a cinética de formação do aducto através da diminuição progressiva da absorvência máxima a 293 nm correspondente ao grupo maleimida, a diferentes temperaturas (35, 50, 65 ºC) Reciprocamente, a correspondente reacção de retro-DA foi seguida a 90 ºC através do aumento do mesmo pico. A reversibilidade destes sistemas foi verificada com sucesso após uma sequência de ciclos de DA/retro-DA. Adicionalmente, verificou-se que os espectros originaram um ponto isosbéstico, provando que estes sistemas não envolvem quaisquer reacções secundárias. Uma vez que foi usado um excesso de FA, as reacções de DA modelo apresentaram um comportamento cinético de pseudo-primeira ordem, com a constante de velocidade k mais alta (2.1x10-5 dm3mol-1s-1) para T=65 ºC. A correspondente energia de activação foi de 39.0 kJ.mol-1. A reacção de retro-DA seguiu um comportamento de primeira ordem, com constante de velocidade de 1.6x10-6 s-1. A evolução deste sistema por RMN de 1H a 65ºC deu-nos informações mais detalhadas sobre a sua evolução estrutural, ou seja, à medida que a intensidade dos picos atribuídos à formação do aducto aumentaram progressivamente ao longo do tempo, os pertencentes aos reagentes iniciais diminuiram proporcionalmente. O “rendimento final”, calculado após 20 dias à temperatura ambiente, foi de aproximadamente 70%. A reacção de retro-DA foi depois seguida a 90ºC, observando-se tal como na espectroscopia de UV, o deslocamento da reacção no sentido da regeneração dos reagentes de partida. A viabilidade de múltiplos ciclos de DA/retro-DA estabelecidos pela espectroscopia de UV foi igualmente confirmada por RMN de 1H. O passo seguinte envolveu o estudo de um sistema de policondensação linear baseado no crescimento gradual por reacção de DA entre um monómero bisfurânico A-A e um do tipo bismaleimida B-B, seguindo a mesma abordagem que no sistema modelo. O poliaducto linear foi obtido a partir de soluções equimolares dos monómeros, por reacção de DA a 65ºC. O progresso desta polimerização foi seguido por espectroscopia de UV e RMN de 1H e, mais qualitativamente, pelo aumento da viscosidade do meio. A reacção seguiu um comportamento de segunda ordem, com uma constante de velocidade de 9.4x10-6 dm3mol-1s-1, e observou-se novamente um ponto isosbéstico nos dados de UV. Os espectros de RMN apresentaram o padrão esperado, nomeadamente o aumento progressivo dos sinais associados ao aducto e a correspondente diminuição dos grupos furano e maleimida livres. A despolimerização do poliaducto através da reacção de retro-DA foi seguida a 110ºC usando as mesmas técnicas. Os dados de UV mostraram o retorno progressivo da absorção dos grupos de maleimida, seguindo um comportamento cinético de primeira ordem, com constante de velocidade de 2.5x10-6 s-1, até à completa regeneração de ambos os monómeros. Os espectros de RMN providenciaram mais uma vez informação estrutural sobre o progresso da despolimerização, a qual foi acompanhada por uma diminuição progressiva da viscosidade. Adicionalmente, para seguir a retro- DA, adicionou-se um excesso de composto furânico monofuncional, nomeadamente o 2,5-dimetilfurano (DMFu), ao sistema de modo a bloquear as funções maleimida complementares, evitando assim a repolimerização após arrefecimento. Os productos isolados foram então o monómero bisfurânico AA, DMFu que não reagiu e o bisaducto não-polimerizável de BB com DMFu. Este resultado indicou claramente que o polímero foi de facto revertido nos seus monómeros durante a reacção de retro-DA. O terceiro sistema estudado foi outra polimerização linear, seguindo as mesmas condições experimentais que os anteriores, mas com uma estratégia diferente de modo a contornar o problema clássico de assegurar a estequiometria exacta dos monómeros. As estruturas dos monómeros utilizados incorporam ambos os grupos reactivos, i.e, moléculas do tipo A-B. A polimerização prematura destes monómeros intrinsecamente reactivos foi evitada com a protecção do grupo maleimida na forma de um aducto de DA com furano, até a incorporação do substituinte furânico na outra extremidade. Portanto, a policondensação destes monómeros foi iniciada após a desprotecção in situ deste composto mediante aquecimento, seguido de arrefecimento até à temperatura adequada para polimerizar. Os resultados obtidos por UV e RMN sugerem que de facto o uso de monómeros do tipo A-B oferece um melhor sistema linear. Em seguida, foram estudados sistemas de policondensação não-linear por reacção de DA, entre monómeros (um ou ambos) com funcionalidade superior a dois, nomeadamente sistemas do tipo A3+B-B ou A-A+B3, seguindo mais uma vez as mesmas condições experimentais. Uma vez que utilizam monómeros complementares contendo, em média, mais de duas funcionalidades, estes sistemas conduzem a materiais reticulados. Nestes estudos, foram usadas três razões molares de [maleimida]/[furano], nomeadamente 1.0, 0.75 e 0.5, de modo a estudar ambas as situações de não-gelificação e reticulação. Ambos sistemas apresentaram um comportamento regular e boa reciclabilidade quer para gerar situações que possam conduzir à formação de redes a diferentes graus de conversão, ou que possam parar antes da sua obtenção, conforme previsto pela equação de Flory-Stockmayer. Como esperado, a utilização de grupos complementares em quantidades estequiométricas produziu o espessamento mais rápido e a reticulação quase completa; à medida que a quantidade relativa de monómero trifuncional decresceu, as reacções pararam antes da reticulação, ou seja, originaram meios altamente viscosos contendo polímeros solúveis altamente ramificados. As reacções de retro-DA a 110 ºC conduziram à gradual dissolução das partículas de gel (quando presentes), tendo sido comprovado pelos espectros de UV e de RMN de 1H, evidenciado a regeneração dos monómeros. Tal como no sistema do tipo A-A+B-B, a reacção de retro-DA foi seguida adicionando um excesso de DMFu ao sistema reaccional. Como esperado, os produtos finais foram os monómeros furânicos, o DMFu em excesso e o trisaducto ou o bisaducto maleimida-DMFu, o que confirma a eficiência da despolimerização com regeneração dos monómeros iniciais. O último sistema de policondensação por reacção de DA envolveu um monómero assimetricamente substituído do tipo AB2, capaz de originar estruturas macromoleculares hiper-ramificadas que não reticulam. Este estudo preliminar deste sistema foi seguido nas mesmas condições experimentais que os anteriores, apresentando um comportamento com as características esperadas.

Upgrading of suberin from cork and birch outer bark

O trabalho aqui apresentado teve como principal propósito o estudo do potencial da suberina como fonte de produtos de química fina e como precursor de novos materiais macromoleculares de origem renovável. O interesse na suberina reside, não só na sua ubiquidade e nas suas propriedades únicas em termos de composição química e hidrofobicidade, mas também no facto de ser um dos principais componentes macromoleculares dos subprodutos da indústria corticeira de Quercus suber L. no Sul da Europa, e da indústria de pasta de papel do Norte da Europa, que utiliza a Betula pendula Roth como matéria-prima. A primeira parte do presente trabalho consistiu no estudo detalhado da composição química da cortiça de Quercus suber L. e respectivos resíduos industriais bem como da casca de Betula pendula Roth recorrendo a diferentes técnicas de caracterização, nomeadamente GC-MS, IV, RMN de 1H e de 13C, DSC, termomicroscopia, TGA e difracção de raios-X. Os resultados mostraram que os produtos de despolimerização da suberina representam tipicamente uma fracção substancial de todas as amostras. Para além da suberina, foram também identificados nas diversas amostras quantidades variáveis de compostos triterpénicos, lenhina, polissacarídeos e matéria inorgânica. Os principais resultados da análise por GC-MS mostraram que todas as amostras de suberina despolimerizada são fontes abundantes de ω-hidroxiácidos e de ácidos dicarboxílicos, bem como dos correspondentes derivados epóxidados. No entanto, as quantidades relativas de cada componente identificado foram significativamente diferentes entre amostras. Por exemplo, em amostras de suberina da casca de Quercus suber L. isoladas por metanólise alcalina o composto maioritário encontrado foi o ácido 22-hidroxidocosanóico, enquanto que a suberina também proveniente da cortiça, mas isolada por hidrólise alcalina era composta maioritariamente pelo ácido 9,10-dihidroxioctadecanóico. Já no caso da amostra de suberina despolimerizada proveniente da casca externa da bétula o composto identificado como mais abundante foi o ácido 9,10-epoxi-18-hidroxioctadecanóico. A caracterização das diversas amostras de suberina despolimerizada por FTIR e RMN de 1H e de 13C foram concordantes com os resultados de GC-MS, evidenciando a sua natureza predominantemente lipofílica. Foi ainda determinada a razão entre os grupos CO2H/OH e CO2CH3/OH por RMN de 1H das amostras convenientemente derivatizadas com isocianato de tricloroacetilo, verificando-se que a suberina despolimerizada possuía quantidades não-estequiométricas destes grupos funcionais. A investigação do comportamento térmico das amostras de suberina despolimerizada, por DSC e termomicroscopia, bem como a análise por difracção de raios-X, permitiu concluir que algumas amostras de suberina despolimerizada possuíam importantes domínios cristalinos e pontos de fusão bem definidos, tipicamente próximos de 70 oC, enquanto outras amostras eram essencialmente amorfa. Factores como a fonte de suberina ou as condições de despolimerização estiveram na origem destas diferenças. iv Neste trabalho estudaram-se também os extractáveis lipofílicos da cortiça e dos seus resíduos industriais, em particular os do pó industrial de cortiça e dos condensados negros, mostrando que os extractáveis lipofílicos são uma fonte abundante de compostos triterpénicos, em particular de ácido betulínico e de friedelina. Foram ainda identificadas fracções abundantes de ω-hidroxiácidos e de ácidos dicarboxílicos no condensado negro. A segunda parte deste trabalho abordou a síntese e a caracterização de novos poliésteres alifáticos derivados de suberina. Estes materiais foram sintetizados utilizando, quer misturas de suberina despolimerizada, quer monómeros modelo estruturalmente análogos aos existentes na suberina. Recorreu-se para o efeito a duas aproximações distintas de polimerização por passos, a policondensação e a politransesterificação. Procurou-se em simultâneo maximizar a eficiência da polimerização em termos de peso molecular e de extensão da reacção e utilizar condições de reacção de química “verdes”. Neste sentido, utilizou-se a policondensação em emulsão utilizando um tensioactivo como catalisador e a policondensação em massa utilizando a lipase B de Candida antarctica. Adicionalmente foram também testado os catalisadores trifluorometanosulfonato de bismuto(III) no caso da policondensação, e ainda os catalisadores clássicos óxido de antimónio(III) e o carbonato de potássio no caso da politransesterificação. Os poliésteres resultantes foram caracterizados através de várias técnicas, tais como IV, RMN (de 1H e de 13C), DSC, DMA, TGA, difracção de raios-X e medidas dos ângulos de contacto. Verificou-se que os catalisadores trifluorometanosulfonato de bismuto (III), óxido de antimónio(III) e carbonato de potássio conduziram aos rendimentos de isolamento dos polímeros resultantes mais elevados. No caso dos poliésteres derivados da suberina os resultados em termos de rendimentos e pesos moleculares sofreram um incremento substancial quando a estequiometria da reacção de polimerização foi adequadamente balanceada (r=1) com a adição de uma quantidade extra de um comonómero. Verificou-se a predominância de diferentes estruturas consoante a amostra de suberina utilizada e as condições de síntese adoptada, predominando as cadeias lineares ou então quantidades substanciais de estruturas reticuladas. Globalmente, este primeiro estudo sistemático da utilização de suberina como um precursor de novos poliésteres alifáticos confirmou o elevado potencial deste recurso abundante e renovável como precursor para preparar materiais macromoleculares.