Remoção de sólidos suspensos e totais em biofiltros operando com esgoto doméstico primário para reuso na agricultura

Este trabalho objetivou analisar a remoção de sólidos suspensos e totais em biofiltros, preenchidos com lixo compostado, bagaço de cana-de-açúcar e serragem de madeira, submetidos às taxas de aplicação do esgoto doméstico de 0,5, 1,0 e 1,5 m³ m-2 d-1, em Viçosa-MG. Para isso, foi montada uma bancada experimental, constituída de 27 biofiltros, em área experimental da Universidade Federal de Viçosa. As concentrações de sólidos suspensos e totais foram determinadas, mensalmente, durante período de 153 dias. O experimento foi montado no esquema de parcelas subsubdivididas, tendo, nas parcelas, as taxas de aplicação do esgoto doméstico; nas subparcelas, os tipos de material orgânico e, nas subsubparcelas, os períodos de avaliação, no delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Os resultados indicaram que os biofiltros proporcionaram remoções de sólidos suspensos e totais de até 82 e 46%, no esgoto doméstico, após 153 dias de operação; a serragem de madeira foi o tipo de material orgânico filtrante com melhor desempenho no tratamento de esgoto doméstico; as aplicações de taxas de 0,5, 1,0 e 1,5 m³ m-2 d-1 de esgoto não apresentaram diferenças quanto à remoção de sólidos suspensos e totais; e a utilização de biofiltros minimiza a obstrução de emissores causada por sólidos suspensos, quando do aproveitamento agrícola de esgoto doméstico, por via do sistema de irrigação por gotejamento.

Evaluation of the influence of testing parameters on the melt flow index of thermoplastics

The main goals of the present work are the evaluation of the influence of several variables and test parameters on the melt flow index (MFI) of thermoplastics, and the determination of the uncertainty associated with the measurements. To evaluate the influence of test parameters on the measurement of MFI the design of experiments (DOE) approach has been used. The uncertainty has been calculated using a "bottom-up" approach given in the "Guide to the Expression of the Uncertainty of Measurement" (GUM). Since an analytical expression relating the output response (MFI) with input parameters does not exist, it has been necessary to build mathematical models by adjusting the experimental observations of the response variable in accordance with each input parameter. Subsequently, the determination of the uncertainty associated with the measurement of MFI has been performed by applying the law of propagation of uncertainty to the values of uncertainty of the input parameters. Finally, the activation energy (Ea) of the melt flow at around 200 degrees C and the respective uncertainty have also been determined.

Stochastic modeling of the thermal and catalytic degradation of polyethylene using simultaneous DSC/TG analysis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Influência da cobertura e do sombreamento do canteiro na germinação e desenvolvimento inicial de Plântulas de Pau Rosa (Aniba rosaeodora)

Um experimento foi instalado no viveiro da Reserva Florestal Adolfo Ducke, Manaus, Amazonas, Brasil, com o objetivo de comparar três tipos de cobertura de canteiros empregados em viveiros florestais e testar quatro níveis de sombreamento na germinação, emergência e desenvolvimento de plântulas de pau rosa (Aniba rosaeodora Ducke). Na cobertura dos canteiros utilizou-se palha de arroz, serragem e vermiculita. Os níveis de sombreamento de 30, 50 e 70% foram obtidos por meio de telas de poliolefinas de cor preta, sendo o de 0% obtido por semeadura a pleno sol. O delineamento estatístico foi de parcelas subdivididas em blocos ao acaso. Os tipos de cobertura utilizados e a interação entre os níveis de sombreamento e tipo de cobertura de canteiros não influenciaram na germinação das sementes e no índice de velocidade de emergência. Os níveis de sombreamento não influenciaram na germinação das sementes, mas apresentaram efeito significativo no índice de velocidade de emergência. Os tipos de cobertura dos canteiros não influenciaram no desenvolvimento das plântulas em altura, diâmetro à altura do colo e peso da matéria seca da parte aérea, do sistema radicular e total; a área foliar das plântulas obtidas com a cobertura de vermiculita foi melhor que com serragem. Melhores resultados de crescimento em altura e peso da matéria seca da parte aérea, do sistema radicular e total, foram observados nas plântulas cultivadas sob os níveis de 30 e 50% de sombreamento. As interações de 30% de sombreamento com a cobertura de vermiculita c 50% de sombreamento com a cobertura de palha de arroz proporcionaram maiores valores de crescimento em altura e peso da matéria seca total das plântulas de pau rosa, respectivamente.

Métodos de extração e limpeza de sementes de araçá-boi (Eugenia stipitata)

O araçá-boi (Eugenia stipitata McVaugh, Myrtaceae), espécie de origem amazônica, possui frutos de aroma e sabor agradáveis, com alto rendimento em polpa. O presente trabalho objetivou avaliar a qualidade física e fisiológica das sementes após extrações manual e mecânica, limpeza por fricção com diferentes materiais (areia, serragem, areia+serragem, cal hidratada, em peneira e sem fricção) e limpeza por fermentação natural (com e sem substituição diária da água, por 0, 1, 2, 3, 4 e 7 dias). Com o método mecânico obteve-se a maior quantidade de polpa (78% do peso e 81% do volume dos frutos). A fricção com cal hidratada proporcionou as maiores percentagem (98 %) e velocidade de emergência (0,989). Na fermentação natural, a manutenção da mesma água por mais de 1 dia afetou negativamente a qualidade fisiológica das sementes.

Recycled asphalt mixtures produced with high percentage of different waste materials

The use of sustainable solutions in construction is not just an option, but is increasingly becoming a need of the Society. Thus, nowadays the recycling of waste materials is a growing technology that needs to be continuously improved, namely by researching new solutions for waste valorisation and by increasing the amount of wastes reused. In the paving industry, the reuse of reclaimed asphalt (RA) is becoming common practice, but needs further research work. Thus, this study aims to increase the incorporation of RA and other waste materials in the production of recycled asphalt mixtures in order to improve their mechanical, environmental and economic performance. Recycled mixtures with 50% RA were analysed in this study, including: i) RA selection, preparation and characterization; ii) incorporation of other waste materials as binder additives or modifiers, like used motor oil (UMO) and waste high density polyethylene (HDPE); iii) production of different mixtures (without additives; with UMO; with UMO and HDPE) and comparison of their performance in order to assess the main advantages of each solution. With this study it was concluded that up to 7.5 % of UMO and 4.0 % of HDPE can be used in a new modified binder for asphalt mixtures with 50 % of RA, which have excellent properties concerning the rutting with WTS = 0.02 mm/103 cycles, the fatigue resistance with ε6 = 160.4, and water sensitivity with an ITSR of 81.9 %.

Can oil, plastic and RAP wastes have a new life in novel asphalt mixtures?

The pavement recycling allows to reuse reclaimed asphalt pavement (RAP) or other waste materials in new asphalt mixtures for road construction or rehabilitation, thus re-ducing the use of virgin materials (aggregates and bitumen). Thus, the main aim of this study is to minimize the use of natural resources through the reuse of three waste materials: HDPE, mo-tor oil and RAP. Different amounts of waste motor oil and HDPE were added to an asphalt binder with 50% aged bitumen. The best solutions to produce the modified binders (4.5 to 5.0% HDPE and 10 % waste motor oil) performed as well as a conventional bitumen although they only used 35 % of virgin bitumen. Asphalt mixtures with 50 % RAP were produced with the selected modified binders, improving some characteristics in comparison with conventional asphalt mixtures. In conclusion, these wastes can revive in new asphalt mixtures.

Plastic waste use as aggregate and binder modifier in open-graded asphalts

Road pavements are very important infrastructures for the Society, but they can cause serious environmental impacts during construction, operation and rehabilitation phases. Thus, it is essential to develop surface paving solutions that promote not only the durability but also a comfortable and safe use. In fact, this work aims to study the properties of new opengraded mixtures for surface layers produced with plastic wastes. First, HDPE and EVA wastes were used as bitumen modifiers, and then another plastic waste (PEX) replaced part of the aggregates. After studying the modified binders, the open-graded mixtures were designed, and then they were tested concerning their particle loss, rutting resistance, surface texture and damping effect. It was concluded that both ways of using the plastic wastes can improve the mechanical and functional properties of the open-graded mixtures related to the pavement performance.

Mechanical analysis of asphalt mixtures produced with waste plastic modified binders

This work compares the viscoelastic properties of an asphalt binder (70/100 pen) modified with different waste plastics and the mechanical properties of the resultant asphalt mixtures. Two different plastic wastes were used, namely recycled HDPE and EVA. Three different polymer modified binders were produced with these plastic wastes: i) 5% HDPE modified binder (P5); ii) 5% EVA modified binder (E5) and; iii) a modified binder with 4% of EVA and 2% HDPE (E4P2). Asphalt mixtures were produced with these modified binders, and their mechanical properties were analysed and compared with a conventional mixture produced with a 30/50 pen bitumen. It was possible to conclude that these recycled polymers are able to improve the mechanical performance of the asphalt mixtures used in road paving.

Utilization of waste materials to improve asphalt mixtures performance

This study aims to develop an innovative bitumen with large quantities of waste materials to improve asphalt mixtures performance. Different amounts of waste motor oil and waste HDPE were added to a new bitumen. The bitumen modified with 10% of waste motor oil and 5% of HDPE showed promising characteristics (high softening point temperatures and penetration slightly higher than the conventional bitumen). After the selection of the most promising modified bitumen, three asphalt mixtures were produced with different bitumens (namely conventional bitumen, commercial modified bitumen and the selected modified bitumen). Beyond that, this modified bitumen improved some mechanical characteristics of the asphalt mixture where it was used, in comparison to conventional and modified asphalt mixtures.

Study of the interaction between asphalt and plastic wastes in new polymer modified binders (PMB)

The aim of this study is evaluating the interaction between several base pen grade asphalt binders (35/50, 50/70, 70/100, 160/220) and two different plastic wastes (EVA and HDPE), for a set of new polymer modified binders produced with different amounts of both plastic wastes. After analysing the results obtained for the several polymer modified binders evaluated in this study, including a commercial modified binder, it can be concluded that the new PMBs produced with the base bitumen 70/100 and 5% of each plastic waste (HDPE or EVA) results in binders with very good performance, similar to that of the commercial modified binder.

Biometria de frutos e germinação de sementes de Couratari stellata A. C. Smith (Lecythidaceae)

Estudou-se as características biométricas de frutos e quantificou-se a germinação em Couratari stellata, espécie cuja altura varia de 30 a 40 m e ocorre em solos de terra firme das Guianas até a região central e oeste da Amazônia. Determinou-se o comprimento e o número de sementes por fruto; número de sementes completamente formadas e de sementes vazias; o grau de umidade; a massa de 100 sementes; a percentagem de germinação, de plântulas anormais e de sementes mortas; e o tempo médio de germinação. A semeadura foi realizada em substrato de areia e serragem na proporção de 1:1, em quatro repetições de 50 sementes. Comprimento e número de sementes por fruto variaram de 59,0 a 97,0 mm e de cinco a 26 sementes. As percentagens de sementes completamente formadas e de sementes vazias foram de 93,3% e 6,7%, respectivamente. A massa de 100 sementes foi de 10,7 g com 56,8% de umidade. A germinação foi lenta e desuniforme iniciando-se aos 29 dias após a semeadura, atingindo a germinação de 82,5% aos 65 dias. O tempo médio de germinação foi de 45,5 dias. A percentagem de sementes mortas e de plântulas anormais foi de 17,0% e 0,5%, respectivamente. Não houve relação entre tamanho de frutos e número de sementes por fruto. Observou-se também que sementes de C. stellata apresentam dormência.

Biometria de frutos e sementes e germinação e curupixá (Micropholis cf. venulosa Mart. & Eichler - Sapotaceae)

Micropholis cf. venulosa Mart. & Eichler, conhecida como curupixá, é uma espécie arbórea que vem sendo explorada pelas industrias madeireiras do Estado do Pará. O objetivo do trabalho foi estudar as características biométricas de frutos e sementes de curupixá e avaliar o efeito do dessecamento na germinação das sementes. Determinou-se o comprimento e o diâmetro dos frutos, o número de sementes por frutos, a porcentagem de sementes danificadas por insetos e o comprimento, a largura e a espessura das sementes. No controle (sementes frescas) e nas sementes submetidas ao dessecamento em sílica gel durante 72 e 96 horas, foram quantificadas as porcentagens de germinação, de plântulas anormais, de sementes mortas, tempo médio de germinação e o número de dias para iniciar a germinação. A semeadura foi realizada em substrato de areia e serragem curtida (1:1), em quatro repetições de 50 sementes. O fruto de curupixá é uma baga oblonga cujo comprimento e diâmetro dos frutos variaram de 32,5 a 72,9 mm e de 29,1 a 58,0 mm, respectivamente. O número de sementes por fruto variou de um a três, com 53,3% delas danificadas por insetos. O comprimento, a largura e a espessura das sementes variaram de 15,5 a 41,4 mm, de 8,0 a 18,7 mm e de 4,7 a 12,6 mm, respectivamente. Nas sementes frescas observou-se que a germinação foi lenta e com acentuada desuniformidade, iniciando 24 dias após a semeadura e atingindo a germinação final de 55% aos 96 dias após a semeadura. Registrou-se reduções significativas na germinação das sementes submetidas ao dessecamento e, aumento no número de dias para iniciar a germinação e na porcentagem de sementes mortas. A redução do grau de umidade de 42,6% para 28,9% reduziu a germinação de 55% para 24,7% e aumentou a porcentagem de sementes mortas de 40,5% para 70%, indicando que sementes dessa espécie apresentam sensibilidade ao dessecamento.

Germinação de sementes e sobrevivência de plântulas de Himatanthus sucuuba (Spruce) Wood. em resposta ao alagamento, nas várzeas da Amazônia Central

Himatanthus sucuuba é uma espécie que coloniza as várzeas na Amazônia Central. O objetivo desse trabalho foi estudar as estratégias de adaptação da planta ao alagamento prolongado dessas áreas. Para tanto, foram acompanhados a germinação das sementes e o desenvolvimento das plântulas, simulando as condições naturais de campo (seca e alagamento). A germinação foi realizada em dois substratos: areia+serragem (não-alagado), e em água (alagado). Durante 120 dias, as plântulas geradas foram submetidas a três tratamentos: controle (irrigação diária), submersão parcial (sistema radicular) e submersão total. Foram analisadas as alterações na morfologia das plântulas, na anatomia das raízes e a atividade da enzima álcool desidrogenase (ADH), nos tempos: 0, 15, 30, 60, 90 e 120 dias. Foi constatado que a espécie apresenta elevada taxa de germinação e produção de plântulas, ambas acima de 80%, mesmo para sementes em água. Sob submersão parcial foram formadas lenticelas hipertrofiadas, raízes adventícias e aerênquima radicular. A atividade da ADH se manteve elevada até o 60º dia, com decréscimo após esse período. Plântulas sob submersão total perderam as folhas, não formaram raízes adventícias ou lenticelas, mas desenvolveram aerênquima. Estas plântulas apresentaram os maiores valores da ADH, que permaneceram altos até o término do experimento, indicando o desvio do metabolismo anaeróbico para produção de etanol como principal via para a manutenção da carga energética. Apesar de ter ocorrido a morte de algumas plântulas no tratamento de submersão total, o percentual de sobreviventes foi alto com 70% ao final dos 120 dias de duração do período experimental. Desta maneira, as plântulas de H. sucuuba modulam morfo-fisiologicamente a tolerância ao alagamento em função do tempo de exposição ao estresse e altura da coluna de água.

Proposta de aproveitamento em resíduos de pau-rainha (Brosimum rubescens) descartados pelo setor madeireiro

A indústria da madeira do estado de Amazonas (Brasil) contribui com a produção de uma quantidade grande de resíduos. Este trabalho visa indicar o uso final para espécie florestal pau-rainha (Brosimum rubescens Taubert, Moraceae). Os resíduos descartados durante o processamento mecânico da madeira foram utilizados na confecção de artefatos como: instrumentos musicais e artigos decorativos gerando resíduos menores (serragens). Foram obtidos extratos das serragens do cerne e alburno por maceração com hexano e metanol. O teor extrativo no cerne foi 19,87% e a porcentagem (com relação a serragem) de xantiletina (2,2-dimetilcromeno cumarina) obtida foi 2,35%. Não foi detectada a cumarina nos extratos do alburno. A xantiletina é reportada pelas atividades antiplaquetária, antifúngica e herbicida e alguns derivados possuem atividade em linhagens de células leucêmicas. A proposta de uso final adequado dos resíduos de pau-rainha para confecção de artefatos tem uma grande importância social e a busca de metabólitos secundários é bastante promissora pois estes podem ser transformados em novos produtos.