Síntese e caracterização de monômeros azo-carbonatos para a preparação de poli(azo-carbonato)s e poli)azo-uretana)s

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Reaproveitamento de lamas residuais do processo de fabricação do concreto.

Nos dias atuais, um dos maiores problemas de uma central dosadora de concreto são as sobras de resíduos de concretos que retornam nos caminhões, das obras gerando lamas decantadas com pH elevado caracterizando-a como resíduo perigoso e representando gastos elevados com destinação. O objetivo do presente trabalho visa estudar em detalhes a composição da lama residual do processo de fabricação do concreto excluindo o agregado graúdo, verificando qual é a influência de sua adição no concreto. Com isso, pretende-se estudar algumas formas de tratamento e viabilizar economicamente o seu reaproveitamento em substituição ao agregado miúdo. Para esse estudo foram coletadas duas amostras desse material cimentício, sendo uma coletada diretamente do tanque de decantação e a segunda coletada da própria lavagem dos caminhões betoneiras. Elas foram submetidas a ensaios de caracterização como: análise termogravimétrica (TG), granulometria a laser e calorimetria e ensaios de concreto fresco (reologia e abatimento) e concreto endurecido. Para a viabilização econômica foi realizado um estudo de caso em três centrais dosadoras de concreto, afim de identificar perdas de materiais, custos de destinação e custo variável na fabricação de concreto. Os resultados mostraram que a forma de coleta do material cimentício influencia na finura do material conforme ensaio de granulometria e densidade aparente, mas não foi possível obter cimento anidro. A possibilidade de utilização da lama em concretos foi possível com ajuda de aditivos superplastificantes, mas para a viabilização economicamente viável a cadeia produtiva do concreto estudou-se um teor ótimo de substituição da lama pelo agregado miúdo.

Propriedades mecânicas residuais de betões para reabilitação de estruturas após incêndio

O betão, por norma, tem um bom comportamento quando submetido a temperaturas elevadas como as decorrentes dum incêndio. Contudo as suas propriedades mecânicas a altas temperaturas e residuais após incêndio sofrem deterioração podendo, em situação extrema, levar ao colapso, parcial ou total do edifício. Tal redução verifica-se quer no betão normal quer no betão de alta resistência. Nesta comunicação são apresentadas as alterações provocadas pela temperatura nas propriedades mecânicas residuais após incêndio dos betões - resistência à compressão, resistência à tração, resistência à flexão e módulo de elasticidade - obtidas em ensaios experimentais com betão normal e comparadas com os resultados existentes na literatura da especialidade para betão normal e de betão de alta resistência.

Influência das elevadas temperaturas e as propriedades mecânicas residuais do concreto normal

O concreto, de um modo geral, apresenta um bom comportamento em situação de incêndio quando comparado com o aço, todavia em função da temperatura ocorrem algumas transformações químicas e físicas que podem comprometer esse desempenho. Apesar das alterações das propriedades mecânicas e térmicas do concreto quando sujeito a temperaturas elevadas e após situação de incêndio já terem sido avaliadas em vários estudos, ainda é um campo aberto onde é necessário muita investigação. O presente artigo apresenta os resultados de um estudo experimental sobre a avaliação das propriedades mecânicas residuais de concretos normais após incêndio. Para o efeito foram selecionados agregados graníticos e agregados calcários, dado serem os agregados mais utilizados na construção civil em Portugal e em muitos outros países. Os parâmetros testados foram: o nível de carregamento (0,3fcd e 0,7fcd); o processo de arrefecimento (arrefecimento ao ar e arrefecimento por jato de água) e o nível máximo de temperatura atingida (20, 300, 500 e 700ºC). As propriedades mecânicas estudadas foram a resistência à compressão residual, resistência à tração direta e resistência à tração por compressão diametral, resistência à flexão, módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson. As temperaturas atingidas e o arrefecimento rápido do concreto apresentaram um efeito negativo sobre as propriedades mecânicas residuais. Este efeito foi mais notório na resistência à compressão residual do que nas restantes propriedades mecânicas estudadas.

Avaliação da remoção de matéria orgânica e nutrientes por sorção em solos residuais

A recarga artificial de aquíferos (RAQ) com águas residuais tratadas (ART) é uma prática que pode contribuir para a reposição de volumes de água no solo, que pode ser muito vantajoso em áreas com déficit hídrico ou com sobre-exploração de águas subterrâneas. No entanto, as cargas residuais das ART (p.e. matéria orgânica, nutrientes, metais pesados e microrganismos patogênicos) podem constituir uma desvantagem para a qualidade da água subterrânea, se o solo apresentar condições desfavoráveis para a sua infiltração. Realizaram-se ensaios laboratoriais em batelada para avaliar a remoção de matéria orgânica e nutrientes (formas de nitrogênio e fósforo) na componente fina de um solo residual granítico, proveniente de uma zona previamente selecionada para a infiltração de ART, localizada no nordeste da região da Beira Interior (Quinta de Gonçalo Martins, Guarda, Portugal). Os resultados dos ensaios de sorção em batelada mostram uma boa remoção de P-PO4, por complexação e precipitação, o que indica que o solo apresenta capacidade reativa para remover a carga residual de fosfato das ART. Após realização dos ensaios em batelada, as propriedades do solo mantiveram-se praticamente inalteradas.

Fornecimento de água e tratamento de águas residuais em Forças Nacionais Destacadas

O abastecimento de água e a drenagem de águas residuais são funções essenciais num aquartelamento de campanha. Estas funções influenciam diretamente a manutenção da prontidão e eficácia de uma força militar destacada para uma operação e consequente sucesso da mesma. O consumo de água em campanha pode ser variável consoante o efetivo e as características da força destacada, clima, ambiente operacional e o tempo de permanência previsto para a operação. Apresenta-se nesta dissertação de mestrado uma metodologia de planeamento do sistema de abastecimento de água, do sistema de drenagem e dos órgãos de tratamento de águas residuais, aplicáveis a situações de campanha. Considerando o conteúdo desta dissertação foi realizado um caso de estudo relacionado com o aquartelamento de campanha construído no âmbito da operação militar da UNIFIL, no Líbano. Apresenta-se ainda o enquadramento geográfico do país e a análise da sua situação relativamente ao saneamento, informações essas que podem ser muito importantes na decisão da melhor localização para o aquartelamento. Na análise do caso de estudo procedeu-se ao dimensionamento das redes de abastecimento de água, de drenagem de águas residuais e dos órgãos de tratamento adequados. Foram sugeridas algumas alterações no traçado, diâmetros da rede de drenagem de águas residuais, assim como na geometria da fossa sética existente, pois encontrava-se sobredimensionada. Devido à ausência de tratamento do efluente dela proveniente, o que é nocivo a nível ambiental, sugeriu-se ainda a aplicação de um aterro filtrante como órgão de tratamento complementar.

Afluências indevidas em sistemas de drenagem de águas residuais domésticas

As infiltrações com origem direta e indireta em eventos pluviométricos são os principais responsáveis por múltiplos problemas nos sistemas de drenagem, tais como, entrada da rede em carga, com possíveis extravasamentos para as ruas, falta de capacidade de tratamento nas devidas estações e aumento da poluição nos meios recetores. Deste modo, pretendeu-se efetuar a caraterização e o controlo das afluências indevidas no sistema de drenagem de águas residuais da vila de Lorvão, recorrendo à construção de um Sistema de Informação Geográfica onde se armazenou toda a informação cadastral recolhida. Desenvolveu-se, ainda, uma estratégia que permitiu aferir o desempenho deste sistema no que respeita aos caudais de infiltração, através da medição dos caudais afluentes à Estação de Tratamento de Águas Residuais, dos dados de distribuição de água, dos dados do reservatório abastecedor de água e da precipitação ocorrida.

Obtenção e identificação de grânulos de polihidroxialcanoatos (PHA) presentes em biomassa de um reator descontínuo sequencial (SBR) com tratamento de águas residuais

As implicações ambientais dos plásticos convencionais, produzidos através de combustíveis fósseis, não permitem a sua utilização de forma sustentável pela sociedade devido aos seus problemas de degradabilidade e à sua dependência de matérias-primas não renováveis. Surgem então os polihidroxialcanoatos (PHA) como uma alternativa ambientalmente sustentável, já que conseguem reproduzir grande parte das aplicações dos plásticos ditos normais, tendo as grandes vantagens de serem biodegradáveis e produzidos a partir de uma fonte de carbono renovável. Mais recentemente, de forma a tornar a produção do PHA mais sustentável, tem-se desenvolvido o conceito de associar a produção destes polímeros ao tratamento de efluentes líquidos através do processo de lamas ativadas. Apesar destas vantagens todo o processo que envolve a produção do PHA é ainda dispendioso. Esta dissertação insere-se na estratégia de tentar minorar esses custos. Uma das formas de o fazer será na otimização de técnicas de quantificação do PHA em culturas mistas. Neste trabalho o principal objetivo reside na avaliação da capacidade da metodologia de análise de imagem, acoplada a microscopia de fluorescência, como método de quantificação de PHA. Pretende-se também explorar a produção de PHA a partir da simulação de um sistema de tratamento de águas residuais implementado num reator descontínuo sequencial (SBR) em regimes cíclicos de feast/famine, aliando assim a função de tratamento de efluentes líquidos com a produção de um produto de valor acrescentado como é o PHA. Deste modo, foi montada uma instalação com um sistema de lamas ativadas num SBR cujo principal objetivo era produzir PHA. Este objetivo de produzir PHA através do regime de alimentação dinâmica aeróbia com uma alimentação com acetato como fonte de carbono, e sem controlo do pH foi conseguido, atingindo-se um máximo de concentração mássica de 0,37 mg PHA/mg SST e de concentração volumétrica de 1785 mg PHA/L. Em relação à capacidade de tratamento, comprovou-se a adequabilidade do sistema utilizado para a remoção da carga orgânica devido a uma elevada captação de nutrientes do afluente pela biomassa. Foram encontradas algumas limitações na metodologia de análise de imagem ao nível da transformação da bidimensionalidade da área projetada dos grânulos de PHA nas imagens para a sua tridimensionalidade real, na gama de concentração de PHA na qual a metodologia é válida e na amostragem relativamente curta. Contudo, foi possível comprovar a potencialidade deste método obtendo-se um R2 de 0,80 para o modelo de previsão da concentração mássica de PHA. Deste modo, pode-se concluir que esta é uma metodologia promissora para quantificar PHA em amostras de licor misto.

Aplicação da perlita expandida modificada com ortofenantrolina na remoção do negro de eriocromo T em águas residuais geradas em laboratórios de ensino de química

In this study, we carried out the study of Eriochrome black T removal using expanded perlite modified orthophenanthroline by adsorption technique. The study of the adsorption process was performed by investigating the effect of the initial dye concentration, contact time and pH range of the solution (acidic and alkaline) in the adsorption process, for a so-called synthetic effluent (aqueous solution of black eriochrome T) and a real effluent (generated from the test for determining the water hardness, by complexation titration). The materials were characterized by Thermogravimetry / Differential Thermal Analysis (TG / DTA), absorption spectroscopy in the infrared (IR), X-ray Diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). By analysis of XRD observed thinking on orthophenanthroline the modified expanded perlite. And by IR analysis showed an increase in intensity and a detailed enlargement of the absorption band related to the axial deformation of the OH bond of silanol groups of perlite (Si-OH). In the equilibration time of the study, in the evaluated time range (5-230 min) was not possible to observe the existence of a balance of time, probably attributed to the type of interaction between the Eriochrome black-T and the expanded perlite modified orthophenanthroline, being an interaction of surface origin. In the study effect of the initial concentration of the adsorbate in the case 2,0x10-4 mol / L natural pH (pH 5) gave the highest removal percentage value of eriochrome T black color with 63.74 % removal in 20 minutes of contact. In evaluating the effect of varying the pH of Eriochrome black T solution in the adsorption process, it was found that the more acidic the environment, the greater the percentage stain removal, being a result of acid-base interaction between the adsorbate and the adsorbent. In T Eriochrome black removal study in real effluent we used the optimized conditions by studying with synthetic sewage. The dye removal at pH 10, natural pH of the effluent was no significant reaching the maximum amount of color removal percentage of 8.12%, obtained already at pH 3 with maximum color removal 100.00% of color, once more proving that eriochrome black T and effectively interact better with the adsorbent at acid pH values (pH 5 or 3), and most efficiently at pH 3. thus one can mention that the perlite expanded (an amorphous aluminosilicate naturally acid) modified with orthophenanthroline (one Bronsted base) consists of a master and effective removal of coloring material in the acid-type aqueous solution, the conditions expressed in this study, can be applied as an adsorbent of this dye also mums real effluent.

Usos de membranas de quitosana na remoção de cobre em águas residuais

In this work a chitosan (CS) ionically crosslinked were manufactured by treatment with sulfuric acid solution for application in the treatment of wastewater from oil industry. Two crosslinking process were developed: homogeneous and heterogeneous. In the homogeneous process the ratio molar of SO42-/ NH3+ (1:6 and 1:4) were the variable analyzed, denominated CS16 and CS14 respectively. In the heterogeneous process the soaking time of the membranes in sulfuric acid solution were the variable studied, being used times of 5 (CS5) and 30 (CS30) minutes. FTIR-ATR results indicated no changes in the characteristics of chitosan after homogeneous crosslinking process, while heterogeneous crosslinking showed formation of ionic bonds between protonated groups from chitosan and the crosslinking agent sulfate ions. TG/DTG and XRD analysis confirmed the formation of these interactions, as also shown the new structure on the surface region of CS5 and CS30 membranes compared to CS, CS16 e CS14. Swelling test in aqueous medium have shown that crosslinking process reduced the membrane sorption capacity. Swelling test in acid medium demonstrated that CS16 and CS14 membranes increasing the adsorption capacity up to a maximum percentage of 140% approximately, whereas the CS5 e CS30 reached a maximum of 60%. The mechanical properties indicated the stiff and ductile behavior of crosslinked membrane. Adsorption experiments of CuCl2 results that CS16 membranes reached the efficiency maximum with 73% of copper removal at pH 5.0 and 87% at pH 4.0. The experiments with CuSO4 also obtained efficiency maximum to the CS16 membrane and 80% to the removal of Cu2+ ions. Also was verified that the increase of concentration and temperature cause a decrease in the adsorption capacity for all membranes. Kinetics study indicated that pseudo-second-order obtained characterized better the membranes. Equilibrium studies demonstrated that the CS, CS16 and CS14 follow the Langmuir model, whereas CS5 and CS30 follows Freundlich model. Filtration experiments results with rejection maximum to the CS16 and CS5 membranes, reaching 92 and 98% respectively.

Usos de membranas de quitosana na remoção de cobre em águas residuais

In this work a chitosan (CS) ionically crosslinked were manufactured by treatment with sulfuric acid solution for application in the treatment of wastewater from oil industry. Two crosslinking process were developed: homogeneous and heterogeneous. In the homogeneous process the ratio molar of SO42-/ NH3+ (1:6 and 1:4) were the variable analyzed, denominated CS16 and CS14 respectively. In the heterogeneous process the soaking time of the membranes in sulfuric acid solution were the variable studied, being used times of 5 (CS5) and 30 (CS30) minutes. FTIR-ATR results indicated no changes in the characteristics of chitosan after homogeneous crosslinking process, while heterogeneous crosslinking showed formation of ionic bonds between protonated groups from chitosan and the crosslinking agent sulfate ions. TG/DTG and XRD analysis confirmed the formation of these interactions, as also shown the new structure on the surface region of CS5 and CS30 membranes compared to CS, CS16 e CS14. Swelling test in aqueous medium have shown that crosslinking process reduced the membrane sorption capacity. Swelling test in acid medium demonstrated that CS16 and CS14 membranes increasing the adsorption capacity up to a maximum percentage of 140% approximately, whereas the CS5 e CS30 reached a maximum of 60%. The mechanical properties indicated the stiff and ductile behavior of crosslinked membrane. Adsorption experiments of CuCl2 results that CS16 membranes reached the efficiency maximum with 73% of copper removal at pH 5.0 and 87% at pH 4.0. The experiments with CuSO4 also obtained efficiency maximum to the CS16 membrane and 80% to the removal of Cu2+ ions. Also was verified that the increase of concentration and temperature cause a decrease in the adsorption capacity for all membranes. Kinetics study indicated that pseudo-second-order obtained characterized better the membranes. Equilibrium studies demonstrated that the CS, CS16 and CS14 follow the Langmuir model, whereas CS5 and CS30 follows Freundlich model. Filtration experiments results with rejection maximum to the CS16 and CS5 membranes, reaching 92 and 98% respectively.

Estudo da evolução das tensões residuais através da difratometria de raios x em aço rolamento submetido a esforços cíclicos

The micro-deformations caused by cyclic loading origins the variation of the distances between atoms of the crystal lattice producing the irreversible component. In order to study and understand the microstructural behavior of the material this paper investigated the influence suffered by residual stresses in thrust rolling bearing races fabricated in AISI 52100 steel, after tests by cyclic rolling contact in a tribometer at 1m/s under two contact pressures (500 MPa and 1400 MPa) in dry and boundary lubrication conditions. Procedures of tests thermo-acustically isolated were developed for monitoring the contact temperature and sound pressure level signals to establish a comparison between the residual stress measurements, micro-hardness Vickers and micrographic registers searching an indication of wear evolution. The sin²ψ method by X-ray diffraction technique was used to quantify the residual stresses. Three raceway zones were selected for the evaluation of wear and surface morphology after predetermined cycling, comparing with their new condition ("as received"). Micro-hardness and residual stress measurements showed significant changes after the tests and it was possible to observe the relationship between the increase of sound pressure level and the residual stress for dry and lubricated conditions.

Estudo da evolução das tensões residuais através da difratometria de raios x em aço rolamento submetido a esforços cíclicos

The micro-deformations caused by cyclic loading origins the variation of the distances between atoms of the crystal lattice producing the irreversible component. In order to study and understand the microstructural behavior of the material this paper investigated the influence suffered by residual stresses in thrust rolling bearing races fabricated in AISI 52100 steel, after tests by cyclic rolling contact in a tribometer at 1m/s under two contact pressures (500 MPa and 1400 MPa) in dry and boundary lubrication conditions. Procedures of tests thermo-acustically isolated were developed for monitoring the contact temperature and sound pressure level signals to establish a comparison between the residual stress measurements, micro-hardness Vickers and micrographic registers searching an indication of wear evolution. The sin²ψ method by X-ray diffraction technique was used to quantify the residual stresses. Three raceway zones were selected for the evaluation of wear and surface morphology after predetermined cycling, comparing with their new condition ("as received"). Micro-hardness and residual stress measurements showed significant changes after the tests and it was possible to observe the relationship between the increase of sound pressure level and the residual stress for dry and lubricated conditions.