Estudo da influência da cinza de casca de arroz e da cal nas propriedades do solo-cimento auto-adensável

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Avaliação da influência de cinza da casca de arroz em cimentos para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor

Reservoirs that present highly viscous oils require methods to aid in their recovery to the surface. The elev ated oil viscosity hinders its flow through porous media and conventional recovery methods have not obtained significant efficiency. As such, the injection of steam into the reservoir through an injection well has been the most widely used method of therma l recovery, for it allows elevated volumes of recovery due to the viscosity reduction of the oil, facilitating the oil’s mobility within the rock formation and consequently into the production well where it will be exploited. On the other hand, the injecti on of vapor not only affects the fluids found in the rock pores, but the entire structure that composes the well where it is injected due to the high temperatures used in the process. This temperature increment is conducted to the cement, found in the annu lus, responsible for the isolation of the well and the well casing. Temperatures above 110 ̊C create new fazes rich in calcium in the cement matrix, resulting in the reduction of its permeability and the consequential phenomenon of mechanical resistance ret rogression. These alterations generate faults in the cement, reducing the well’s hydraulic isolation, creating insecurity in the operations in which the well will be submitted as well as the reduction of its economic life span. As a way of reducing this re trograde effect, this study has the objective of evaluating the incorporation of rice husk ash as a mineral additive substitute of silica flour , commercially utilized as a source of silica to reduce the CaO/SiO 2 ratio in the cement pastes submitted to high temperatures in thermal recovery. Cement pastes were formulated containing 20 and 30% levels of ash, apart from the basic paste (water + cement) and a reference paste (water + cement + 40% silica flour) for comparison purposes. The tests were executed th rough compression resistance tests, X - Ray diffraction (XRD) techniques, thermogravimetry (TG), scanning electron microscopy (SEM) and chemical anal ysis BY X - ray fluorescence (EDS) on the pastes submitted to cure at low temperatures (45 ̊C) for 28 days following a cure at 280 ̊C and a pressure of 2,000 PSI for 3 days, simulating vapor injection. The results obtained show that the paste containing 30% r ice shell ash is satisfactory, obtaining mechanical resistance desired and equivalent to that of the paste containing 40% silica flour, since the products obtained were hydrated with low CaO/SiO 2 ratio, like the Tobermorita and Xonotlita fases, proving its applicability in well subject to vapor injection.

Utilização da cinza da casca de arroz em cimentação de poços de petróleo

Pozzolanic materials such as rice husk ash are widely used to substitute part of cement, because they react with calcium hydroxide (CH) producing calcium silicate hydrate (C-S-H), which aggregate better physical, chemical and mechanical properties to the cement slurry. The usage of rice husk biomass ash from agribusiness in addition to or partially replacing cement is a noble purpose and a good way of sustainable development which currently is an obsession around the world. The ashes utilized in this study were characterized by: scanning electron microscopy technique (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and BET method. The pozzolanic activity of RHA and WRHA in cement slurries was evaluated by: thermal-gravimetric technique and derivative thermogravimetry (TGA/DTG), X-ray diffraction (XRD) and Compressive Strength. The slurries formulated with additions of 10% and 20% of RHA and WRHA were cured for 28 days at 58 °C. The results of thermal analysis demonstrated that a 20% WRHA addition caused a reduction of approximately 73% of Portlandite (calcium hydroxide – CH) phase related to standard slurry (STD). The XRD scans also demonstrated the reduction of the Portlandite peaks’ intensity for each slurry compared with STD slurry. The RHA and WRHA react chemically with Portlandite producing calcium silicate hydrate (C-S-H), confirming their effect as a pozzolanic agent. The WRHA presented the best results as a pozzolanic material.

Casca de arroz como adsorvente para extração de micotoxinas em cebola

A produção mundial de arroz chega a 80 milhões de toneladas ao ano, considerando que as cascas representam 20% deste valor, anualmente são geradas cerca de 1.162.000 toneladas desse rejeito. Há alguns anos, esse material era descartado no ambiente, atualmente as leis de proteção ambiental, demandaram na preocupação com resíduos de casca de arroz (FOLETO, 2005). Segundo Mayer (2006) a casca leva aproximadamente 5 anos para se decompor e exala um volume elevado de metano, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Visando proteger a integridade do meio ambiente, estão sendo buscadas alternativas para reduzir os impactos ambientais do descarte e recuperar os investimentos na cultura do grão. Devido seu alto teor de silício a casca de arroz, é matéria-prima de grande interesse para aplicação em vários ramos: indústria eletrônica, cerâmica e na agricultura e também pode ser utilizada como fonte energética e ser aplicadas como adsorvente, em análises químicas (FOLETO, 2005; ROSA, 2009). Neste trabalho o objetivo foi padronizar método para a determinação das aflatoxinas B1, B2, G1, G2 e ocratoxiana A em cebola, empregando a técnica de extração, Dispersão da Matriz em Fase Sólida (MSPD), tendo a casca de arroz como adsorvente, de forma a possibilitar a determinação dos contaminantes empregando cromatografia de camada delgada de alta eficiência (HPTLC) e/ou cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de fluorescência (HPLC-FD). A cebola (Allium cepa L.) foi a matriz escolhida devido sua importância econômica, ela é a terceira hortaliça mais importante economicamente no Brasil, depois do tomate e da batata. O país está entre os dez maiores produtores do mundo, sendo que na safra de 2010 a produção foi de 1.548.146 toneladas. Dentre os estados que se destacam pela sua produção estão: Santa Catarina, São Paulo e Rio Grande do Sul. No entanto, a cebola assim como os demais alimentos é suscetível à contaminação fúngica e se entre a microbiota estiverem espécies toxigênicas pode ocorrer à produção de micotoxinas. O método foi validado avaliando-se curva analítica, linearidade, limites de detecção e quantificação, precisão (repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (recuperação) para cada tipo de determinação cromatográfica. Para HPTLC, os limites de detecção variaram entre 0,33-5µg Kg-1 e os de quantificação entre 1-15µg Kg-1 Para o método HPLC-FD os limites de detecção variaram entre 0,003– 0,26 µg Kg-1 e os de quantificação 0,03 – 2,6 µg Kg-1 . As recuperações para o método HPTLC variaram entre 76- 95% e para HPLC-FD variaram entre 72-88%. O método desenvolvido foi aplicado para verificar a ocorrência de micotoxinas em 14 amostras de cebola. A contaminação com aflatoxinas foi verificada em 43% das amostras analisadas. O nível máximo encontrado foi de 90 µg Kg-1 para aflatoxina B2 em uma amostra de cebola crioula, com o defeito de mancha negra.

Utilização de resíduos de catalisador (ECAT) e cinzas da casca de arroz (CCA) na elaboração de vidros silicatos soda-cal destinados a embalagem

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Síntese e impregnação de peneiras moleculares Fe MCM-41 derivada de sílica da casca do arroz

The mesoporous molecular sieves of the MCM-41 and FeMCM-41 type are considered promissory as support for metals used as catalysts in oil-based materials refine processes and as adsorbents for environmental protection proposes. In this work MCM-41 and FeMCM41 were synthesized using rice husk ash - RHA as alternative to the conventional silica source. Hydrothermal synthesis was the method chosen to prepare the materials. Pre-defined synthesis parameters were 100°C for 168 hours, later the precursor was calcinated at 550°C for 2 hours under nitrogen and air flow. The sieves containing different proportions of iron were produced by two routes: introduction of iron salt direct synthesis; and a modification post synthesis consisting in iron salt 1 % and 5% impregnation in the material followed by thermal decomposition. The molecular sieves were characterized by X ray diffraction XRD, Fourier transform infrared spectroscopy FT-IR, X ray fluorescence spectroscopy XFR, scanning electronic microscopy SEM, specific surface area using the BET method, Termogravimetry TG. The kinetic model of Flynn Wall was used with the aim of determining the apparent activation energy of the surfactant remove (CTMABr) in the MCM- 41 porous. The analysis made possible the morphology characterization, identifying the presence of hexagonal structure typical for mesoporous materials, as well as observation of the MCM41 and iron of characteristic bands.

Temperatura e substrato para germinação de sementes de flor-de-maio (Schlumbergera truncata (Haw.) Moran)

Schlumbergera truncata é uma cactácea de hábito epífito conhecida popularmente como flor-de-maio ou flor-deseda. É uma planta ornamental, cultivada em vasos e muito apreciada pela beleza de suas flores. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura e do substrato na germinação de sementes de S. truncata. Os substratos utilizados no experimento foram: papel mata-borrão, areia de granulação média, casca de arroz carbonizada e bagaço de cana triturado, e as temperaturas avaliadas foram 20, 25 e 30 ºC. As variáveis analisadas foram: porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação e tempo médio de germinação. As maiores porcentagens de germinação ocorreram em 20 e 25 ºC em papel, areia e casca de arroz carbonizada. Na casca de arroz carbonizada, observaramse os maiores valores de índice de velocidade de germinação e os menores valores de tempo médio de germinação. Concluiu-se que a temperatura de 20 ºC e o substrato casca de arroz carbonizada foram mais adequados para a germinação de sementes de S. truncata e que o bagaço de cana não foi adequado como substrato para a germinação da espécie.

Aclimatização de mudas de bananeira em substratos contendo resíduo de mineração de areia

Para o rápido crescimento de mudas de bananeiras produzidas por micropropagação é necessário a utilização de substratos com adequadas características físicas, químicas e biológicas. Objetivou-se avaliar os atributos químicos e físicos de diferentes substratos contendo resíduo de mineração de areia e seu efeito sobre o desenvolvimento de mudas micropropagadas de bananeira 'Grande Naine', dispostos em delineamento em blocos ao acaso, com sete substratos e quatro repetições. Os materiais utilizados foram: resíduo de mineração de areia (RMA), Rendimax Floreira® (RF®) e casca de arroz carbonizada (CAC), com os quais se formulou os substratos: S1-100%RMA; S2-50% RMA:50% RF®; S3-50% RMA:50% CAC; S4-50% CAC:50% RF®; S5-25% RMA:37,5% CAC:37,5% RF®; S6-50% RMA:25% CAC:25% RF®; S7-75% RMA:12,5% CAC:12,5% RF®. Amostras dos materiais e dos substratos foram separadas para análises químicas e físicas. Noventa e oito dias após o transplante avaliou-se a altura, o diâmetro do colo, o número de folhas e a massa da matéria seca da parte área e das raízes das plantas. Os pHs dos substratos se encontraram na faixa adequada para o cultivo de plantas em recipientes. A CE diminuiu à medida que se aumentou a dose de RMA nos substratos. Os substratos S2, S6 e o RF® apresentaram resultados superiores para a densidade seca. Os substratos S2, S4, S5, S6 e S7 forneceram plantas superiores em altura e diâmetro do colo e, acrescidos do substrato S1, forneceram plantas superiores também no número de folhas e massa de matéria seca da parte aérea. Conclui-se que o RMA pode ser recomendado para a aclimatização de mudas micropropagadas de bananeira 'Grande Naine', desde que usado em mistura com outros materiais ou substratos, com limite máximo de 75% de inclusão.

Aclimatização de mudas micropropagadas de bananeira 'Grand Naine' com aplicação de biofertilizantes em duas estações do ano

A utilização de mudas de bananeira micropropagadas de qualidade é o primeiro passo na implantação de um bom pomar e, para isso, sua aclimatização deve ser realizada de forma adequada. Em vista disso, objetivou-se, neste trabalho, avaliar o desempenho dos biofertilizantes HUMITEC® e RUTER AA® no desenvolvimento de mudas de bananeira micropropagadas, sendo instalado um experimento em viveiro comercial de produção de mudas. Foram utilizadas mudas de bananeira cv. Grand Naine, obtidas por micropropagação, sendo, posteriormente, transplantadas em sacos de polietileno preto (1,5 L), contendo, como substrato, terra de subsolo (Latossolo Amarelo), casca de arroz carbonizada e composto orgânico Organifol® (1:1:1). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, fatorial 2 x 4 (produtos e doses), com quatro repetições e quatro plantas úteis por parcela. Os tratamentos foram compostos pelos seguintes biofertilizantes e doses: HUMITEC® (0,0; 4,0; 8,0; 16,0 mL planta-1) e RUTER AA® (0,0; 2,0; 4,0; 8,0 mL planta-1). As doses dos produtos foram divididas em duas aplicações (28 e 56 dias após o transplantio das mudas), aplicadas via fertirrigação. Noventa e oito dias após o transplantio avaliaram-se as seguintes variáveis: altura das plantas (cm), diâmetro do colo rente superfície do solo (mm), área foliar total e por folha, biomassas fresca e seca da parte aérea e das raízes (g). Os dados foram submetidos análise da variância e quando o teste F foi significativo, realizou-se análise de regressão. Pode-se concluir que aplicações de HUMITEC® e RUTER AA® favoreceram o desenvolvimento das mudas e que, no verão, as plantas apresentaram maior desenvolvimento durante a aclimatização.

Produção de mudas de meloeiro amarelo, sob cultivo protegido, em diferentes substratos

Mudas mal formadas e debilitadas comprometem o desenvolvimento das culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de mudas de meloeiro amarelo, sob cultivo protegido, em diferentes substratos. Este trabalho foi conduzido em telado, na Universidade Federal de Pelotas (RS), nos meses de novembro e dezembro. Testaram-se os seguintes substratos: T1 (vermicomposto bovino puro); T2 (substrato comercial Plantmax®); T3 (substrato comercial Húmus Fértil®); T4 (vermicomposto bovino 75% + casca de arroz carbonizada 25%) e T5 (solo 75% + vermicomposto bovino 25%). Foram avaliados o índice de velocidade e a percentagem de emergência do 6º ao 9º dia; a altura, o comprimento da raiz principal, a massa seca das raízes e da parte aérea das mudas de meloeiro, aos 27 dias. Os substratos que proporcionaram maior índice de velocidade de emergência das mudas de meloeiro amarelo foram Húmus Fértil®, vermicomposto bovino puro e vermicomposto bovino 75% mais casca de arroz carbonizada 25%. Maior altura da muda é obtida com o substrato Húmus Fértil®. O comprimento da raiz principal foi maior com o uso de vermicomposto bovino puro, Húmus Fértil®, vermicomposto bovino puro mais casca de arroz carbonizada (VB75+CAC25), em comparação com solo 75% mais vermicomposto bovino 25%. A massa seca de raiz foi maior quando utilizado Húmus Fértil®, em comparação com solo 75% mais vermicomposto bovino 25%. É possível utilizar substratos isolados ou em combinação para a produção de mudas de meloeiro amarelo sob cultivo protegido. Porém, deve-se evitar o uso de solo 75% em combinação com vermicomposto bovino 25%.

Desenvolvimento inicial de mudas de Butia odorata (Barb. Rodr.) Noblick cultivadas em recipientes

Butia odorata (Barb.Rodr.) Noblick (butiazeiro) é uma palmeira nativa do sul do Brasil, com grande demanda para usos ornamental e agroindustrial. O objetivo deste estudo foi avaliar o desenvolvimento inicial de mudas de butiazeiro, em recipientes com diferentes composições de substratos. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação sem controle de temperatura e umidade. Foram utilizadas mudas com 60 dias após a germinação, e avaliados os substratos, em cinco proporções, dos componentes casca de arroz carbonizada e casca de pinus. Em etapa posterior, monitorou-se o efeito do pH do substrato no desenvolvimento das mudas mantidas nos mesmos recipientes e tratamentos. Para tanto, as plantas foram distribuídas em igual número e representação dos tratamentos, em quatro grupos, com quatro níveis de pH do substrato (4,0; 4,9; 5,8 e 6,7). Noventa dias após o início da primeira etapa, e 161 dias após o início da segunda, foram avaliados o desenvolvimento das plantas, a condutividade elétrica e o pH dos substratos. Na primeira etapa, constatou-se diferença entre os tratamentos somente para altura das plantas e pH do substrato, ambas relacionadas diretamente com a proporção de casca de pinus na formulação. Na segunda etapa, a composição do substrato foi determinante para o maior desenvolvimento das mudas. Somente o número de folhas não apresentou diferença significativa entre os tratamentos. Contudo, para todas as variáveis, a presença de casca de pinus, mesmo em baixa proporção, foi suficiente para favorecer o desenvolvimento vegetativo.

Doses de extrato pirolenhoso no cultivo de orquídea

O extrato pirolenhoso vem sendo utilizado para diversos fins na agricultura, como a melhoria do desenvolvimento vegetativo, a fertilização orgânica, o condicionamento do do solo e a indução de enraizamento. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes doses de extrato pirolenhoso no cultivo da orquídea Cattleya loddigesii Lindl. Utilizaram-se plantas propagadas in vitro, as quais foram cultivadas em vasos com substrato composto de fibra de coco, casca de pinus e casca de arroz carbonizada (1:1:1 v/v/v). As regas foram realizadas manualmente duas vezes por semana, no outono e no inverno, e três vezes por semana, na primavera e no verão. Os tratamentos foram: 0,0 (controle), 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 e 0,6%, valores que correspondem a 0, 1, 2, 3, 4, 5 e 6 mL L-1 de extrato pirolenhoso, respectivamente, aplicados utilizando-se o produto diluído em água, no volume de 50 mL por vaso a cada 30 dias. Após 12 meses do início do experimento, foram avaliados altura da parte aérea, número de brotos, número de folhas, número de pseudobulbos, comprimento da maior raiz, número de raízes, comprimento da maior folha, massa fresca total, massa seca da parte aérea e pH do substrato. A análise química foliar foi realizada para os elementos cálcio, magnésio, fósforo, potássio e nitrogênio. Observou-se que a aplicação do extrato pirolenhoso foi eficaz no cultivo da espécie Cattleya loddigesii Lindl., sendo recomendada a dose de 0,6%.

Produção de inoculante micorrízico on farm utilizando resíduos da indústria florestal

A produção de inoculante à base de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) utilizando o método on farm é uma alternativa para estimular o uso de inoculante microbiano no sistema de produção vegetal e reduzir os custos associados com a compra desse produto. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial de resíduos do setor florestal, a casca de Pinus (CP) e o lodo de celulose (LC), como componentes do substrato para a produção de inoculante micorrízico on farm . Plantas de sorgo pré-colonizadas com os FMAs, Claroideoglomus etunicatum RJN101A e Dentiscutata heterogama PNB102A, foram estabelecidas em casa de vegetação por três meses em substrato formado por areia:argila expandida:solo (2:2:1). Após, essas foram transplantadas para sacos plásticos de 20 L contendo substrato formado por CP ou LC, misturados com casca de arroz carbonizada + solo de barranco (1:1:1). O experimento seguiu um fatorial 2 × 2, sendo dois isolados fúngicos e dois resíduos, com cinco repetições, em delineamento inteiramente casualizado. As plantas cresceram por três meses sob condições ambientais e, após esse período, o substrato foi analisado quanto ao número de esporos de FMAs, à colonização micorrízica da planta hospedeira e ao potencial de inóculo pelo método do NMP (número mais provável). O substrato foi dividido em três camadas (superior, mediana e inferior) e apenas o número de esporos foi avaliado individualmente para cada camada. O número de esporos de ambos FMAs não foi influenciado pelo tipo resíduo, mas diminuiu da parte superior para a inferior dentro de cada unidade experimental. D. heterogama tendeu a produzir maior número de esporos do que C. etunicatum . A porcentagem de colonização micorrízica do sorgo pelos FMAs foi significativamente maior no resíduo LC do que CP. O número de propágulos infectivos de FMAs tendeu também a ser maior em LC (22 a 28 propágulos cm-3 substrato) do que em CP (1,6 a 6,5 propágulos cm-3 substrato). O resíduo LC tem potencial para ser utilizado como componente do substrato em sistemas de produção de inoculante micorrízico on farm.