Properties advanced of the silicon nitride based ceramics and recent performance on automotive parts manufacture by machining process: Advanced Ceramics, demand Forecast

Automotive parts manufacture by machining process using silicon nitride-based ceramic tool development in Brazil already is a reality. Si 3N4-based ceramic cutting tools offer a high productivity due to their excellent hot hardness, which allows high cutting speeds. Under such conditions the cutting tool must be resistant to a combination of mechanical, thermal and chemical attacks. Silicon nitride based ceramic materials constitute a mature technology with a very broad base of current and potential applications. The best opportunities for Si3N 4-based ceramics include ballistic armor, composite automotive brakes, diesel particulate filters, joint replacement products and others. The goal of this work was to show latter advance in silicon nitride manufacture and its recent evolution on machining process of gray cast iron, compacted graphite iron and Ti-6Al-4V. Materials characterization and machining tests were analyzed by X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy, Vickers hardness and toughness fracture and technical norm. In recent works the authors has been proved to advance in microstructural, mechanical and physic properties control. These facts prove that silicon nitride-based ceramic has enough resistance to withstand the impacts inherent to the machining of gray cast iron (CI), compacted graphite iron (CGI) and Ti-6Al-4V (6-4). Copyright © 2008 SAE International.

Pre-harvest sugarcane burning: Determination of emission factors through laboratory measurements

Sugarcane is an important crop for the Brazilian economy and roughly 50% of its production is used to produce ethanol. However, the common practice of pre-harvest burning of sugarcane straw emits particulate material, greenhouse gases, and tropospheric ozone precursors to the atmosphere. Even with policies to eliminate the practice of pre-harvest sugarcane burning in the near future, there is still significant environmental damage. Thus, the generation of reliable inventories of emissions due to this activity is crucial in order to assess their environmental impact. Nevertheless, the official Brazilian emissions inventory does not presently include the contribution from pre-harvest sugarcane burning. In this context, this work aims to determine sugarcane straw burning emission factors for some trace gases and particulate material smaller than 2.5μm in the laboratory. Excess mixing ratios for CO2, CO, NOX, UHC (unburned hydrocarbons), and PM2.5 were measured, allowing the estimation of their respective emission factors. Average estimated values for emission factors (g kg-1 of burned dry biomass) were 1,303 ± 218 for CO2, 65 ± 14 for CO, 1.5 ± 0.4 for NOX, 16 ± 6 for UHC, and 2.6 ± 1.6 for PM2.5. These emission factors can be used to generate more realistic emission inventories and therefore improve the results of air quality models. © 2012 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Toxicogenetic monitoring in urban cities exposed to different airborne contaminants

Microparticles found in the air may be associated with organic matter that contains several compounds, such as Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and nitro-PAHs, and may pose a significant risk to human health, possibly leading to DNA mutations and cancers. This study associated genotoxicity assays for evaluating human exposure with the atmospheric air of two urban areas in southern Brazil, that received different atmospheric contributions. Site 1 was under urban-industrial influence and the other was a non-industrial reference, Site 2. Organic extracts from the airborne particulate matter were tested for mutagenicity via the Salmonella/microsome assay and analyzed for PAH composition. Cells samples of people residing in these two cities were evaluated using the comet and micronucleus assay (MN).Concentrations of the individual PAHs ranged from 0.01ng/m3 (benzo[a]anthracene) to 5.08ng/m3 (benzo[ghi]perylene). As to mutagenicity analysis of airborne, Site 1 presented all the mutagenic responses, which varied from 3.2±1.22rev/m3 (TA98 no S9) to 32.6±2.05rev/m3 (TA98, S9), while Site 2 ranged from negative to minimal responses. Site 1 presented a high quantity of nitro and amino derivatives of PAHs, and peaked at 56.0±3.68rev/μg (YG1024 strain). The two groups presented very low DNA damage levels without intergroup difference. Although Site 1 presented high mutagenic responses in the air samples, high PAH levels, healthy people exposed to this environment did not show significative damage in their genetic material. However, the evaluation of different environmental and genetic damage in such population is necessary to monitor possible damages. © 2013 Elsevier Inc.

2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) degradation promoted by nanoparticulate zerovalent iron (nZVI) in aerobic suspensions

Reactive species generated by Fe0 oxidation promoted by O2 (catalyzed or not by ligands) are able to degrade contaminant compounds like the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid. The degradation of 2,4-D was influenced by the concentrations of zero valent iron (ZVI) and different ligands, as well as by pH. In the absence of ligands, the highest 2,4-D degradation rate was obtained at pH 3, while the highest percentage degradation (50%) was achieved at pH 5 after 120 min of reaction. Among the ligands studied (DTPA, EDTA, glycine, oxalate, and citrate), only ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) significantly enhanced oxidation of 2,4-D. This increase in oxidation was observed at all pH values tested (including neutral to alkaline conditions), indicating the feasibility of the technique for treatment of contaminated water. In the presence of EDTA, the oxidation rate was greater at pH 3 than at pH 5 or 7. Increasing the EDTA concentration increased the rate and percentage of 2,4-D degradation, however increasing the Fe0 concentration resulted in the opposite behavior. It was found that degradation of EDTA and 2,4-D occurred simultaneously, and that the new methodology avoided any 2,4-D removal by adsorption/coprecipitation. © 2013 Elsevier Ltd.

Efeitos dos poluentes gerados pela queima de biomassa no transporte mucociliar nasal e percepção da qualidade de vida de cortadores de cana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso de filtro de mangas para tratamento de gases resultantes da combustão de bagaço de cana

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Poluição do ar por veículos automotores e tipos de tempo em áreas metropolitanas: a elaboração de um roteiro metodológico

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo do comportamento térmico de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em fuligem de cana-de-açúcar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da queima de cana-de-açúcar na presença de HPAs em ambiente residencial

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Elementos traço em material particulado atmosférico de uma região agroindustrial do sudeste do Brasil

Trace element concentrations were measured in atmospheric particulate matter collected in 2009 and 2010, in a Brazilian region influenced by pre-harvest burning of sugar cane crops. For coarse particles, high concentrations of Al, Fe, K and Ca suggested that re-suspended soil dust was the main source of aerosol trace elements, subsequently confirmed by XRD analysis. High levels of K, Zn, As, Cd and Pb were found in fine particles, confirming the contribution of biomass burning and vehicle emissions, whereas Na, Al, K, Fe and Zn were the representative elements in ultrafine particles, influenced by a diversity of sources.

Distribuição de elementos tóxicos no estuário do rio Amazonas

A presença de elementos não essenciais nas águas superficiais do rio Amazonas é uma preocupação global, o objetivo da pesquisa foi estudar a distribuição dos elementos As, Al, Mn, e Pb na água do estuário do rio Amazonas. As amostras foram coletadas em três regiões distintas: Canal Norte (AP), Canal Sul (PA) e rio Pará (PA) em três profundidades, com um total de 84 amostras. A espectrometria de emissão atômica com plasma indutivamente acoplado (ICPAES) foi utilizada para avaliar os teores de Al, Mn e Pb e a espectrofotometria de absorção atômica com geração de hidretos (HGAAS) foi usada para a análise do As. O As variou de <0,35 a 50,60 µg/L, o Al de <1,88 a 3347,70 µg/L, o Mn de 0,13 a 403,39 µg/L e Pb de <0,18 a 57,78 µg/L. Em média As (canal Sul), Al (todas as regiões), Mn (canal Norte e Sul) e Pb (canal Norte e Sul) se encontraram em valores acima do permitido pela legislação brasileira. Os elementos podem ter origem antrópica originária de atividade de mineração e industrial e origem natural proveniente de decomposição de rochas ígneas da bacia de drenagem do rio Amazonas que disponibilizam o elemento na forma ligada ao material particulado em suspensão.

Desenvolvimento metodológico e avaliação de contaminação por HPAs em sedimentos da baia de Guajará

Os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são poluentes de efeito tóxico, prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana, fazem parte de um grupo de compostos poluentes orgânicos persistentes (POPs), que por suas características tem impactado o ambiente, sendo por esse motivo bastante estudados. Podem estar presentes nas formas particulada, dissolvida e/ou gasosa, estando presentes em diferentes ambientes; solo, sedimento, ar, água, material particulado na atmosfera, organismos e alimentos (Kennish, 2007). As fontes naturais de HPAs incluem atividades vulcânicas, queimadas naturais, exsudação de óleos, além de processos biogênicos. HPAs antrogênicos podem ocorrer pela combustão incompleta de óleos combustíveis (automotores e industriais), queima intencional de madeira e plantações, efluentes domésticos e/ou industriais, drenagens pluviais urbanas, derrames acidentais de óleos e derivados. Hidrofóbicos e lipofílicos, essas substâncias podem ser facilmente adsorvidas em sedimentos, sendo este compartimento um importante reservatório desses poluentes. Para avaliar a presença desses compostos no ambiente, utilizou-se nesse trabalho a Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. As amostras utilizadas no desenvolvimento e otimização da metodologia foram coletadas na baia do Guajará (Belém – PA). O presente trabalho constituiu-se dessa forma em um desenvolvimento de um procedimento metodológico (com adaptações e otimizações) para quantificar 16 HPAs em 10 pontos na baia do Guajará, Belém – PA, em duas etapas de campo, totalizando 20 amostras analisadas. Na etapa de desenvolvimento do método analítico foram testados sistemas de eluição, polaridade do sistema e fluxo do eluente entre outros. Para validação do método foram avaliados os parâmetros fidelidade, linearidade, limite de detecção, limite de quantificação do método. Razões diagnósticas foram calculadas para identificação das fontes primárias do HPAs encontrados na baia. Foram identificadas, a partir de razões diagnósticas da ΣHPAs BMM/ΣHPAsAMM; Fen/Ant; Flt/Pir; Ant/Σ178; Flt/Σ202; B(a)P/Σ228 e Ind(123cd) pireno/Σ276 as fontes primárias dos 16 HPAs estudados no sedimento da baia. A somatória das concentrações dos HPAs leves na primeira etapa de campo, variou de 132,13 ng.g^-1 a 1704,14 ng.g^-1, a ΣHPAs dos pesados de 125,82 g.g^-1 a 1269,71 ng.g^-1 e ΣHPAs totais de 317,84 ng.g^-1 a 3117,06 ng.g^-1.. Na segunda etapa de campo, as concentrações dos HPAs leves variou de 76,12 ng.g^-1 a 1572,80 ng.g^-1 ; a ΣHPAs pesados variou entre 213,90 ng.g^-1 a 1423,03 ng.g^-1, e Σ HPAs totais teve concentrações de 290,02 ng.g^-1 a 2995,82 ng.g^-1. A partir dos resultados obtidos pode-se classificar a baia do Guajará como moderadamente impactada. A combustão constitui a fonte predominante de HPAs nos sedimentos da baia do Guajará, seguida da combustão de biomassa vegetal e aporte de petróleo e derivados. A maioria dos pontos estudados nesse trabalho, nas duas etapas de campo, apresentaram concentrações de HPAs individuais acima dos VGQS.

Aporte hídrico e de material particulado em suspensão para a Baía do Marajó: contribuições dos rios Jacaré Grande, Pará e Tocantins

O sistema estuarino Amazônico é influenciado pelo regime de maré e pelas variações da descarga fluvial que modificam o regime das correntes e contribuem com aportes de material particulado em suspensão (MPS) acarretando diversas modificações morfológicas ao longo do rio. A quantificação desses parâmetros fornece um entendimento sobre as taxas de exportação e importação de materiais ou volume e suas implicações na geomorfologia estuarina. O objetivo desse estudo é avaliar a hidrodinâmica, o transporte de volume e de MPS em diferentes períodos nos rios Jacaré Grande, Pará e foz do Tocantins. Coletaram-se dados de velocidade e direção da corrente, maré, turbidez, transporte de volume e MPS, ao longo de um ciclo de maré no período seco (2012) e chuvoso (2013). O rio Pará exportou volume, nos dois períodos. O rio Tocantins importou no período seco e exportou no período chuvoso. O rio Jacaré Grande influenciado pelo rio Amazonas, importou no período chuvoso e exportou no período seco. A análise dos métodos de transporte de volume mostrou uma tendência de exportação em direção ao rio Amazonas e a baía do Marajó no período seco e para baía do Marajó no período chuvoso. Os valores de MPS no período chuvoso foram maiores, sendo decrescente do rio Jacaré Grande até o rio Tocantins, respectivamente período seco e chuvoso. A turbidez seguiu a mesma tendência de MPS com a maré, tendo os valores máximos durante a enchente. Os métodos de transporte de MPS, mostrou valores similares e que obedecia a mesma direção. O rio Jacaré Grande atuou como exportador no período seco e importador no período chuvoso, o rio Pará como exportador nos dois períodos e o rio Tocantins como importador no período seco e exportador no período chuvoso. O sistema formado pelos três rios mostrou a mesma tendência de exportação nos dois períodos, tendo no período seco duas rotas de exportação, o rio Amazonas e a baía do Marajó, e no período chuvoso uma rota de exportação, a baía do Marajó. Anualmente o sistema exporta entre 5 a 7,2 milhões de toneladas, sendo que possivelmente a baía do Marajó recebe entre 3,7 a 5,8 milhões de toneladas, podendo o volume transportado para a região oceânica ser bem maior.Os fluxos de MPS associado à variabilidade das condicionantes ambientais modelam a região estuarina, como na foz do rio Tocantins e na Baía do Guajará, sendo preciso um monitoramento continuo devido a possíveis acidentes náuticos ou a derramamentos de óleo ou qualquer contaminante na região que acarrete danos ao meio.

Influência da sazonalidade sobre as águas estuarinas dos furos da ilha de Colares (baía do Marajó)

A caracterização das águas superficiais e intersticiais nos estuários é fundamental para desvendar as condições ambientais, qualidade ambiental e mudanças sazonais, que podem ocorrer em espaço menor como é o caso do furo da ilha de Colares. Este trabalho tem como objetivo mostrar a influência da sazonalidade nas águas estuarinas na foz Norte e Sul do furo da ilha de Colares e da contribuição das águas intersticiais para as águas superficiais. Os parâmetros físicos e químicos, e nutrientes contemplados são: índice pluviométrico (IP), temperatura, salinidade, pH, condutividade elétrica, sólidos totais dissolvidos, material particulado em suspensão, oxigênio dissolvido, profundidade de Secchi, nitrato, nitrito, N-amoniacal, fosfato, silicato e sulfato. A determinação destes parâmetros ocorreu de forma simultânea em cada foz do furo de Colares durante um ciclo de maré (13 horas) nos periodos chuvoso (10/04/2013) e menos chuvoso (05/10/2013). Os resultados revelam que a sazonalidade interfere nas condições abióticas das águas estuarinas do furo da ilha de Colares e deduz que o IP é o fator de maior efeito das mudanças dos parâmetros físicos e químicos e, sobretudo o maior responsável na mobilidade, disponibilidade e distribuição dos nutrientes dissolvidos, que foram encontrados em concentrações maiores no período chuvoso. Ainda os nutrientes nitrato e N-amoniacal foram considerados muito elevados na foz Norte, possivelmente relacionados com a influência de atividades antropogênica. Contudo foram considerados dentro dos limites estabelecidos pela Resolução 357 da CONAMA/05. Na foz Sul ocorreu níveis de pH fora do padrão estipulado pela Resolução da CONAMA, porém o fenômeno foi considerado natural visto que este em especifico se encontra distante de atividades antropogênicas. No período menos chuvoso o N-amoniacal foi considerado ausente na foz Norte e Sul. O manguezal foi considerado como fonte de salinidade, silicato e sulfato para as águas superficiais.

Modelos computacionais fuzzy e neuro-fuzzy para avaliarem os efeitos da poluição do ar

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG