Produção de biopolímeros por culturas microbianas mistas selecionadas

Com a realização deste trabalho, pretendeu-se efetuar uma seleção de culturas mistas em reatores semi-descontínuos (SBR) com capacidade de acumulação de polihidroxialcanoatos (PHA). Para a seleção de culturas foram utilizados inóculos provenientes de diferentes Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) e ácidos orgânicos voláteis (AOV) como fonte de carbono. Foram testadas diferentes condições como a proveniência do inóculo, as cargas orgânicas aplicadas e a seleção de culturas utilizando soro de queijo. Verificaram-se elevadas remoções da CQO (acima de 90%) em grande parte dos ensaios realizados, apresentando uma acumulação de PHA por parte de algumas espécies de bactérias presentes. Ocorreu o aparecimento de microrganismos filamentosos com capacidade de acumulação de PHA em alguns ensaios, levando a serem testadas como culturas acumuladoras de PHA. A estabilidade das culturas mistas não foi atingida, mesmo havendo ensaios com 80 dias de operação. Efetuaram-se ensaios de acumulação de PHA em reatores descontínuos, utilizando as culturas selecionadas anteriormente em reatores SBR, com AOV provenientes da acidificação anaeróbia de diferentes resíduos (Fração Orgânica dos Resíduos Sólidos Urbanos - FORSU e Soro de Queijo). Verificou-se uma melhor acumulação por parte das culturas selecionadas com soro de queijo, na qual a quantidade de polímero acumulado triplicou.

Energy requirements for the continuous biohydrogen production from Spirogyra biomass in a sequential batch reactor

The current energy market requires urgent revision for the introduction of renewable, less-polluting and inexpensive energy sources. Biohydrogen (bioH2) is considered to be one of the most appropriate options for this model shift, being easily produced through the anaerobic fermentation of carbohydrate-containing biomass. Ideally, the feedstock should be low-cost, widely available and convertible into a product of interest. Microalgae are considered to possess the referred properties, being also highly valued for their capability to assimilate CO2 [1]. The microalga Spirogyra sp. is able to accumulate high concentrations of intracellular starch, a preferential carbon source for some bioH2 producing bacteria such as Clostridium butyricum [2]. In the present work, Spirogyra biomass was submitted to acid hydrolysis to degrade polymeric components and increase the biomass fermentability. Initial tests of bioH2 production in 120 mL reactors with C. butyricum yielded a maximum volumetric productivity of 141 mL H2/L.h and a H2 production yield of 3.78 mol H2/mol consumed sugars. Subsequently, a sequential batch reactor (SBR) was used for the continuous H2 production from Spirogyra hydrolysate. After 3 consecutive batches, the fermentation achieved a maximum volumetric productivity of 324 mL H2/L.h, higher than most results obtained in similar production systems [3] and a potential H2 production yield of 10.4 L H2/L hydrolysate per day. The H2 yield achieved in the SBR was 2.59 mol H2/mol, a value that is comparable to those attained with several thermophilic microorganisms [3], [4]. In the present work, a detailed energy consumption of the microalgae value-chain is presented and compared with previous results from the literature. The specific energy requirements were determined and the functional unit considered was gH2 and MJH2. It was possible to identify the process stages responsible for the highest energy consumption during bioH2 production from Spirogyra biomass for further optimisation.

Estudo da influência do nevoeiro salino nas propriedades de calcários portugueses

O nevoeiro salino é um agente de meteorização importante para a maioria dos materiais de construção. Os produtos em pedra natural não são exceção. A estrutura das rochas geralmente apresenta características texturais (rede de poros, microfissuras, fissuras, planos de xistosidade, etc.), que facilitam a penetração do nevoeiro salino na pedra e a condensação no seu interior. A presença da solução salina pode conduzir à degradação da rocha e em casos extremos, à sua total desintegração, através de mecanismos físicos decorrentes da cristalização de sais, da hidratação destes, ou de distintas dilatações/retrações térmicas entre sal e rocha. Contudo, a pedra também pode ser alterada por processos químicos, dos quais a dissolução dos carbonatos é um exemplo. Entre os principais tipos de rocha explorados em Portugal, os calcários são particularmente suscetíveis ao nevoeiro salino, posto que geralmente apresentam porosidades abertas com valores elevados e uma rede de poros que permite uma penetração mais profunda do nevoeiro salino na estrutura da pedra. O estudo do comportamento dos calcários ao nevoeiro salino assume particular importância em Portugal, devido ao facto do país possuir uma orla costeira extensa, grande parte da qual sob a influência de nevoeiro salino. É o litoral que apresenta a maior densidade populacional e, consequentemente, onde se concentram as construções. Além disto, Portugal possui vastas reservas de calcários ornamentais, que são utilizados em larga escala como materiais de construção, desde tempos imemoriais e cuja procura pelo mercado externo, tem vindo a sofrer um incremento significativo. Para este estudo foram selecionados seis calcários portugueses amplamente aplicados e com propriedades físico-mecânicas diferentes. Depois de analisadas as suas características petrográficas, químicas e as principais propriedades tecnológicas, os calcários foram submetidos aos seguintes ensaios de envelhecimento: choque térmico, gelo e nevoeiro salino. A determinação de todas as características tecnológicas através de normas europeias, permitiu uma análise crítica dos respetivos métodos de ensaio e a elaboração de propostas de melhoria de alguns dos métodos. No nevoeiro salino, a avaliação deste ensaio foi complementada com as determinações e análises a seguir apresentadas, não exigidas pela norma europeia: variações na absorção de água e na resistência à flexão; comparação do ensaio em três acabamentos superficiais distintos; análises comparativas de imagens macroscópicas da superfície, de imagens através de lupa binocular e de imagens de eletrões secundários, obtidas com recurso a microssonda eletrónica. Os resultados permitiram avaliar a aptidão dos calcários para os principais tipos de aplicações e, dentro de cada uma, para condições específicas de uso. Assim, foi possível definir as utilizações recomendadas para cada calcário, com o objectivo de maximizar a sua durabilidade. Os ensaios de envelhecimento possibilitaram determinar a resistência dos calcários perante várias condições climáticas específicas, incluindo as existentes em zonas costeiras. A análise detalhada dos resultados do nevoeiro salino reforça o conhecimento de que a porosidade aberta desempenha um papel determinante no comportamento dos calcários neste ensaio de durabilidade. Verificou-se, também, que os acabamentos superficiais grosseiros são mais suscetíveis ao nevoeiro salino, mas menos sensíveis às alterações cromáticas provocadas por este ensaio. Constatou-se que o nevoeiro salino gera perda de brilho nas superfícies com acabamento polido. Por fim, concluiu-se que a perda de massa registada por todas as amostras de calcário ensaiadas, ficou a dever-se essencialmente a processos de dissolução do CaCO3.

Estudo das principais argamassas utilizadas na reabilitação de edifícios antigos

Com o passar dos anos, as obras mais sublimes, começam a mostrar marcas subtis ou profundas de deterioração, como por exemplo: fissurações e defeitos associados à humidade. Estes são reflexo de fatores externos, como fungos, a própria atmosfera reativa, mudanças climatéricas e, até mesmo, a ação do homem. Neste seguimento pretende-se estudar as principais argamassas utilizadas na reabilitação de edifícios antigos, principalmente, as argamassas utilizadas no decorrer das obras ao longo do estágio, com o objetivo de comparar as suas caraterísticas, sendo estas argamassas tradicionais e pré-fabricadas. Foram feitos vários ensaios para determinar as suas resistências mecânicas, nomeadamente, o ensaio de resistência à flexão e compressão em diferentes idades após a confeção das argamassas, e ensaios para determinar a sua durabilidade como o ensaio de absorção da água por capilaridade; ensaio de absorção de água por imersão às 48horas (pressão atmosférica); ensaio para determinação do teor de água às 48horas e o ensaio de arrancamento (pull-off). A análise dos resultados mostrou que as argamassas adquirem mais resistência com o passar do tempo após a sua confeção, e que as argamassas dos provetes obtidos de forma tradicional, constituídos por argamassa de cal Hidráulica (HL5) e argamassa de cimento, apresentam melhores resultados do que a argamassa pré-fabricada (weber.cal classic).

Fire protection durability of intumescent coatings after accelerated aging

The most common method of achieve the required fire resistance is by the use of passive fire protection systems, being intumescent coatings the fire protection material frequently used. These are usually considered thin film coatings as they are applied with a dry film thickness (DFT) between 0.3-3 [mm]. The required DFT is obtained by experimental fire resistance tests performed to assess the contribution of this reactive fire protection material to the steel member fire resistance. This tests are done after dry coating and a short time period of atmospheric conditioning, at constant temperature and humidity. As the coatings formulation is mainly made from polymeric basis compounds, it is expected that the environmental factors, such temperature, humidity and UV radiation (UVA and UVB) significantly affect the intumescent coating fire protection performance and its durability. This work presents a research study about the effects of aging on the fire protection performance of intumescent coatings. A commercial water based coating is submitted to an accelerated aging cycle, using a QUV Accelerated Weathering Tester. This tests aim to simulate 10 years of the coating natural aging. The coating durability is tested comparing the fire protection of small steel samples submitted to a radiant heat flux exposure from a cone calorimeter. In total, 28 tests were performed on intumescent coating protected steel specimens, of which 14 specimens were tested before the hydrothermal aging test and other 14 after accelerated aging. The experimental tests results of the steel temperature evolution shows that increasing the intumescent dry coating film thickness, the fire resistance time increases. After the accelerated aging cycles, the coating lose their ability to expand, resulting in an increase of the steel temperature of approximately 200 [ºC], compared to the samples without aging.

Contributo para o parqueamento móvel de galinhas da raça Preta Lusitânica no controlo de infestantes em vinhas, pomares e hortas em Agricultura Biológica

Resumo O presente trabalho foi realizado com o objetivo de apresentar propostas de estruturas de parqueamento (elétrico e mecânico), para o controlo de infestantes com galinhas. No estudo usaram-se aves da raça Preta Lusitânica para controlar infestantes nas linhas da vinha em agricultura biológica. Na elaboração das propostas de parqueamento esteve sempre presente a obrigatoriedade de promover o bem-estar das aves e avaliar os possíveis constrangimentos e perturbações causados pelas estruturas de confinamento na manifestação dos comportamentos naturais das aves. O trabalho foi dividido em seis fases. A primeira fase do trabalho foi dedicada à definição das caraterísticas das estruturas de parqueamento. A segunda fase foi dedicada à apresentação das propostas de estruturas de parqueamento das galinhas. Na terceira fase foram realizados os testes de eficácia do parqueamento das galinhas; do controlo das infestantes no que se refere à durabilidade do efeito, comparativamente ao corte mecânico e ainda uma breve análise do comportamento das galinhas. Seguiu-se a análise dos resultados dos ensaios realizados e por último elaborámos um esboço de uma estrutura de parqueamento móvel  GMÓVEL  para que possa ser eficaz no confinamento das galinhas nas linhas e entrelinhas de vinhas e pomares e entrelinhas das hortas em agricultura biológica. Os resultados demonstraram que a proposta com cerca elétrica não foi eficaz no confinamento. O controlo com galinhas da raça Preta Lusitânica revelou-se o mais eficaz no controlo das infestantes e de efeito mais longo no que se refere ao tempo de regeneração dessas infestantes. Palavras-Chave: controlo de infestantes; galinhas; agricultura biológica; preta lusitânica. 2 Abstract The present work was carried out in order to present proposals for parking structures (electrical and mechanical), for weed control. In the study they used chickens of the breed “Preta Lusitânica” to control weeds in the rows of vines in organic farming. During the preparation of the parking proposals, was always present the obligation to promote birds welfare and assess the possible constraints and disturbances caused by the containment structures in birds natural behavior. The work was split into six phases. The first phase of work was devoted to defining the characteristics of parking structures. The second phase was devoted to the presentation of the proposal parking structures for chickens. In the third phase, chickens parking effectiveness tests were made; the weed control with regard to the durability of effect, compared to the mechanical cutting and also a brief analysis of chickens behaviour. The analysis of the results of tests was carried out and finally we made a sketch of the mobile parking structure - GMÓVEL - for it to be effective in the confinement of chickens in the rows and between lines of vineyards and orchards and between lines of gardens in Organic Farming. The results demonstrated that the electric fence proposal was not effective in confinement. The weed control, using the chickens of the breed “Preta Lusitânica”, was way more effective. The effect is longer too, in relation to the regeneration time of these weeds. Key-words: Weed control; Chickens; Organic Farming; Preta Lusitânica.

Evolução da degradação de fachadas : efeito dos agentes de degradação e dos elementos constituintes

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Estudo da adição de polímero superabsorvente e de nano partículas de sílica para melhorar propriedades de concretos de alta resistência

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Estudo do comportamento plástico, mecânico, microestrutural e térmico do concreto produzido com resíduo de porcelanato

Population growth experienced in major cities, allied to society s need of infra-structure, especially ones related to habitational demands, increases the consumption of construction materials. As a consequence, consumption of natural resources itself. Thus, due to this process, concrete is one of the most produced materials in civil construction. This is also due to the great diversity of its application, easiness in its execution and adequate mechanical performance, as well as low production costs. Following the same tendencies in construction development, the ceramic industry has intensified the production of porcelain ceramic tiles and floors. These are achieved by a fine finishing and receive polishing at the end of the fabrication process. This work researched the use of porcelain residues in polishing for the production of concrete. All of which; due to economical and environmental issues. This process aims to prove adequate destiny for this type of residue, due to environmental issues, incorporating it to the concrete itself; all of which provides economy in consumption of the materials that constitute concrete. Thus, the main characteristics of concrete were investigated through the inclusion of different concentration of the porcelain residue as additional trait element. The residue rates incorporated to the trait varied from 10% to 50% in relation to the cement mass, in the traits with plastic additives and without plastic additives. It is observed that the inclusion of porcelain residue produced a meaningful alteration in the consistency of fresh concrete. This residue has a fine granulometry and it considerably absorbed the water used in the concrete spreading, influencing the way this material is dealt with. Thus, the value of cement striking decreases with the increase of residues present in trait. The maximal incorporation of the residue was of 50%, massively, for the same factor water/initial cement. The use of residues in concrete results in an 40% increase in the compression resistance. It is also proportional to residue concentration of porcelain in the trait. The microstructure was also favored once porosity and concrete absorption decreases with the use of this residue. The parameters demonstrate the quality and durability of the concrete produced with this residue. The use of porcelain residue in concrete composition has not produced meaningful thermal behavior changes. Thermal conductivity, heat capacity and thermal diffusivity have been maintained basically constant

Otimização e análise mecânica de pastas geopoliméricas para uso em poços sujeitos à injeção cíclica de vapor

Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21° for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204ºF (400ºC) and geopolymeric slurries are viable above 500ºF (260ºC)

O efeito do envelhecimento nas forças de adesão à dentina

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Estudo da incorporação da cal em composições binárias de solo-cimento para produção de tijolos maciços

The use of binders in the soil for the production of solid bricks is an old construction technique that has been used by several civilizations over time. At the same time, the need for environmental preservation and the tendency of scarcity of natural resources make the construction invest in researching new concepts, methods and materials for building systems for the sustainability of their economic activities. Thus arises the need to obtain building materials with low power consumption, capable of reducing the growing housing shortage of rural and urban population. Currently, research has been conducted on this topic to better understand the cementitious and pozzolanic reactions that occur in the formation of the microstructure of the soil-cement when added to other materials such as, for example, lime, and the relationship between microstructure and formed interfaces with the physical, mechanical and chemical analysis in compounds made from these ternary compositions. In this context, this study aimed to analyze the results of the influence of the incorporation of lime to the soil-cement to form a ternary mixture to produce soil-cement bricks and mortar without structural purposes. From the inclusion of contents of 6 %, 8 %, 10% and 12% lime to the soil, and soil-cement mixes in amounts of 2 %, 3 %, 4 % and 5 % were shaped-bodies of -cylindrical specimens to determine the optimum moisture content and maximum dry apparent specific weight. Then they were cured, and subjected to the tests of compressive strength, absorption and durability modified. Compositions obtained the best results in the tests performed on the bodies-of-proof cylindrical served as a parameter for molding of solid bricks, which underwent the same experimental methodology previously cited. The raw materials used, as well as compositions in which the bricks were molded solid, were characterized by physical and chemical tests, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results obtained in the study indicate that the compositions studied, that showed the best results in terms of compressive strength, water absorption and durability ternary composition was soil, 10 % cement and 2 % lime

Design de comunicação na criação de uma marca

Dissertação de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Design de Comunicação, apresentada na Universidade de Lisboa - Faculdade de Arquitectura.

Desenvolvimento de argamassa para restauração utilizando resíduo do polimento do porcelanato

The coatings mortars are essential elements of building structures because they execute an important role in protecting walls and are particularly exposed to aggressive action responsible for its degradation over time. The importance of wall coverings has been the subject of discussion and analysis in the conservation and rehabilitation of old buildings. Are sometimes removed and replaced with inappropriate solutions of constructive point of view or architecture. The most commonly used coatings on walls of old buildings is based on traditional hydraulic lime mortars. The present study aims at the formulation of new lime- based mortars and aerial fine aggregate, in order to contribute to a better field of conservation and restoration mortar coating of old buildings. Residue was used for polishing porcelain as fine aggregate, replacing the aggregate (sand), in percentages 05-30% by mass. We conducted a thorough evaluation of the mortar properties in fresh and hardened state by comparing the performance of the same with a reference mortar. The residue used was characterized as the density, bulk density, and particle size laser, scanning electron microscopy, X-ray diffraction and X-ray fluorescence. Formulations were produced 7, 6 with residue and one commonly used formulation, which served as a reference. In the formulations of lime mortars air (hydrated lime powder CH-I) has been adopted a stroke volume (1:3) with constant binder, was varied and the water / binder and aggregate and waste. For evaluation of mortars fresh, proceeded to consistency analysis, specific gravity, water retention and air content embedded. In the hardened state assays were performed in specific gravity, water retention, modulus of elasticity, tensile strength in bending, compressive strength, water absorption by capillary action, adhesion, tensile strength, resistance to shrinkage and salts by of crystallization trials with resources chloride solution, nitrate and sulfate all sodium in prismatic at 90 days of age, in addition to the micro structural analysis of mortars. Based on the results we can see that the mortar formulated with 10% content of waste and the reference free retraction feature more stable closer to neutrality. The composition of 10% was obtained better performance against the action of the salt crystallization. The mortar with 15% residue obtained better density, lower air content embedded and high capacity for water retention developing good workability. The replacement of 20% of waste generates a satisfactory utilization of resistance to compression, flexion and traction grip the base. And, finally, it can be seen that the mortar with 10, 15 and 20% residual show, in principle, good suitability as coatings, thus enabling a final result consistent with durability, workability and aesthetics developing therefore a material with better performance to repair or replace existing mortars in old buildings

Comportamento ao corte e à flexão de vigas com betões incorporando nanopartículas

Existe uma crescente preocupação com a sustentabilidade e com o impacto ambiental da atividade da construção que, desde o início do séc. XXI, com o avanço exponencial da nanotecnologia e do estudo das nanopartículas (para incorporação em argamassas e betões), tem vindo a ser atendida de uma forma inovadora. As nanopartículas, quando substituindo pequenas percentagens da massa de cimento, conferem características melhoradas às misturas: resistência, durabilidade, entre outras. Os potenciais benefícios no betão são variados e estão, genericamente, identificados. Todavia, existem ainda algumas lacunas (e.g. estudos que incluam ensaios estruturais). Tendo este aspeto em conta, foi formado um consórcio entre a empresa Smart Inovation, Lda e o Instituto Superior de Engenharia de Coimbra por forma a conduzir uma investigação com o intuito de estudar o efeito da incorporação das nanopartículas em argamassas e betões. Inserindo-se a presente dissertação no âmbito desse projeto de investigação, decidiu-se estudar o comportamento de vigas de betão incorporando nanopartículas (ou nanobetão) quando sujeitas a esforços de corte e de flexão, comparando-o com o de betões de referência. Foram, então, realizados dois tipos de ensaios, para as mesmas misturas (que incluem betões simples, com nanopartículas, com fibras e com nanopartículas e fibras em conjunto): (i) ao corte – em que se submeteram oito vigas, simplesmente apoiadas, à aplicação de uma carga concentrada a 0,85 m do apoio mais afastado; (ii) à flexão – em que se submeteram também oito vigas, simplesmente apoiadas, à aplicação de uma carga concentrada a meio vão. Com base nos dados recolhidos durante os ensaios experimentais, estudou-se: a relação carga-deslocamento, os valores teóricos e experimentais do esforço transverso e do momento, a curvatura, a rigidez, a fendilhação e o tipo de rotura. Da análise de resultados, foi possível observar que o comportamento estrutural de vigas de betão incorporando nanopartículas não evidencia, de forma clara, as previsões dos ensaios de caracterização dos betões. Porém, verificou-se que existe alguma potencialidade da incorporação das nanopartículas (principalmente as nanopartículas de Al2O3) beneficiarem a resistência ao corte e à flexão. Foi ainda possível observar que a interação entre nanopartículas e fibras de aço induz efeitos negativos na resistência ao corte e a resistência à flexão