Ecossistema Engenheirado no tratamento descentralizado de águas residuárias de pequenos geradores: A Engenharia Ecológica na Ilha Grande, RJ.

Em várias regiões do mundo, assim como no Brasil, um alto percentual da população e até comunidades inteiras não têm acesso a um sistema de tratamento de esgoto centralizado, sendo comum o uso das fossas sépticas e/ou sumidouros e, em muitos casos, os esgotos são lançados in natura diretamente nos corpos hídricos. Com o objetivo de oferecer uma alternativa tecnológica de baixo custo de implantação e operação com vistas à minimização dos impactos ambientais e em atendimento a pequenas comunidades isoladas e de interesse social, o presente projeto desenvolveu com base em sistemas apresentados na literatura, um ecossistema engenheirado compacto para o tratamento de esgoto domiciliar de pequenos geradores. O sistema é composto por tratamento preliminar (caixa controladora de vazão e caixa de gordura), primário (fossa séptica), secundário (filtro aerado submerso e decantador secundário) e um conjunto de tanques vegetados por macrófitas aquáticas (Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum) intercalados por um tanque de algas para remoção da carga poluidora remanescente e nutrientes. O sistema foi instalado no CEADS/UERJ na Vila de Dois Rios, Ilha Grande, litoral Sul do Rio de Janeiro, operado e monitorado desde Abril de 2009, sendo que o presente estudo referese aos primeiros 200 dias de monitoramento. A remoção da carga poluidora foi monitorada na vazão de 200 L/h, posteriormente corrigida para 52 L/h, almejando alcançar os padrões de lançamento da Resolução CONAMA 357 e a NBR 13969 da ABNT, para os parâmetros de OD, pH, Temperatura, Nitrato, N amoniacal, DBO5, DQO, SSD, Cloreto e, Óleos e Graxas e outros parâmetros não incluídos na Resolução (Cond. Elétrica, COT, Alcalinidade, Dureza, Nitrito, Fósforo total e demais Sólidos (ST, SST, SSV, SSF e SDT ). Os resultados obtidos indicam que o sistema foi mais eficiente quando operado na vazão de 52 L/h, quando apresentou as seguintes taxas de remoção: 96 % (Nitrito); 71 % (Nitrato); 47 % (N amoniacal); 96,7 % (DQO); 95,7 % (DBO5); 10 % (Fósforo total). O sistema apresentou uma evolução ao longo do tempo de operação e após a redução na vazão, garantiu o enquadramento de 12 dos 14 parâmetros analisados (exceto N amoniacal e Fósforo total), nos padrões de lançamento contemplados pela Legislação Federal, CONAMA 357 e Legislação Estadual do RJ, SP, MG e GO. Para aumento da eficiência de tratamento, recomenda-se redimensionamento do filtro aerado submerso-decantador e tanques vegetados, com base nas recomendações do PROSAB 2.

Síntese de ésteres derivados do ácido oléico empregando lipases produzidas por Yarrowia lipolytica

Biodiesel é um biocombustível que consiste na mistura de ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. O processo usual de produção deste combustível é a transesterificação de óleos vegetais com álcoois de cadeia curta. Nesse processo, a matéria prima deve conter baixo conteúdo de ácido graxos livres ( ≤ 1%) e água (≤ 0,5%). Como alternativa ao processo de transesterificação, destaca-se o emprego de matérias-primas de baixo custo, com elevado teor de ácidos graxos livres, para a síntese de ésteres alquílicos através de reações de esterificação. As reações de produção do biodiesel podem ser catalisadas por via química (ácida e básica) ou enzimática. Na catálise enzimática, os biocatalisadores empregados são as lipases, que catalisam a hidrólise e síntese de ésteres e podem ser obtidas a partir de microrganismos, plantas ou tecido animal, sendo as de origem microbiana as mais utilizadas. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial da lipase de Yarrowia lipolytica, uma levedura não convencional, na síntese de ésteres do ácido oleico visando à obtenção de ésteres alquílicos (biodiesel). Foram estudados os efeitos da temperatura (25, 30, 35, 40, 50 e 60oC), do teor enzimático (5, 10, 20, 30 e 40% v/v) e do tipo de álcool (metanol, etanol, n-propanol e n-butanol ) nas reações de esterificação do ácido oleico empregando o extrato enzimático líquido produzido por Yarrowia lipolytica. Os resultados obtidos mostraram que as reações conduzidas a 30oC e com 10% v/v do extrato enzimático apresentaram maior taxa inicial de reação. Também foi avaliada a utilização do extrato enzimático liofilizado (5% m/v) e do PES (produto enzimático sólido) (5% m/v) de Yarrowia lipolytica na reação de esterificação do ácido oleico com n-butanol a 30oC. O maior consumo de ácido oleico ocorreu na reação conduzida com o PES. O efeito da temperatura (25, 30, 35, 40 e 50oC) na síntese de oleato de butila foi, então, investigado nas reações empregando PES como biocatalisador e a maior conversão de ácido oleico foi verificada na temperatura de 40oC

Abordagens para a classificação contábil de instrumentos financeiros híbridos e/ou compostos: um estudo de caso com uma companhia aberta brasileira

Instrumentos financeiros híbridos e/ou compostos têm sido tema constante em matéria de regulação contábil. A literatura positiva apresenta uma hipótese que ajuda a compreender o porquê de algumas firmas recorrerem a ditos instrumentos para captar recursos: nível de endividamento no limite de quebra de covenants contratuais. No Brasil, firmas com registro na CVM, que se utilizaram desses instrumentos, classificando-os no patrimônio líquido, tiveram suas ITRs e/ou DFs reapresentadas e/ou republicadas por determinação da CVM. O ponto crítico de toda a discussão reside na distinção entre um item de passivo e um item de patrimônio líquido. Esse tema está disciplinado na IAS 32 (PT CPC n. 39) e presente no Discussion Paper - A review of the conceptual framework for financial reporting, emitido pelo IASB em julho de 2013, que apresenta duas abordagens que podem ser utilizadas, visando a simplificar a distinção entre um item de passivo e de patrimônio líquido: a narrow equity approach - NEA e a strict obligation approach - SOA. A adoção de cada uma dessas abordagens terá um impacto diferente nos níveis de endividamento/alavancagem e no potencial de diluição de participação dos acionistas. Este trabalho tem como objetivo investigar abordagens para a classificação contábil das debêntures mandatoriamente conversíveis em ações, vis-à-vis a IAS 32 (PT CPC n. 39) e o Discussion Paper do IASB (NEA x SOA). A metodologia adotada é um estudo de caso de uma companhia aberta brasileira, que em 2010 emitiu debêntures mandatoriamente conversíveis e efetuou uma classificação desses instrumentos considerada inadequada pelo órgão regulador. Observa-se que a strict obligation approach é a abordagem que impacta menos no nível de endividamento, enquanto a narrow equity approach é a que apresenta maior alavancagem. As evidências sugerem os covenants contratuais como possíveis indutores de tal prática, fato que está em linha com o que a literatura da área documenta como fenômeno esperado. É bem verdade que no caso concreto, houve quebra contínua de covenants contratuais, corroborando a hipótese apresentada por SILVA (2008) de que o baixo custo de violação de covenants contribua para tal situação. Alternativamente, uma possível explicação para a escolha contábil da companhia reside na complexidade da IAS 32 (PT CPC 39) e desconhecimento de suas nuances.

Medida de porosidade em SiC através de processamento digital de imagens.

Esforços constantes de pesquisa têm sido conduzidos na seleção de materiais, combinando propriedades de interesse (mecânicas, químicas, elétricas ou térmicas), versatilidade de uso, tempo de vida útil elevado e baixo custo de produção. A busca por materiais de elevado desempenho mecânico despertou grande interesse na pesquisa e desenvolvimento dos cerâmicos avançados com aplicações estruturais e funcionais, como o carbeto de silício. Entretanto, a porosidade ainda é vista como fator limitador do alto desempenho destes materiais visto que, acima de determinada porcentagem, reduz largamente sua resistência mecânica. Seu controle atualmente é realizado através de técnicas de alto custo, com a utilização de tomógrafos. Este trabalho buscou validar uma nova técnica, onde a porosidade foi avaliada através de processamento digital de imagens de microscopia ótica do material previamente lixado e polido em diversas profundidades, com controle dos parâmetros de lixamento e polimento. Esta nova metodologia mostrou-se apropriada e menos dispendiosa para a quantificação da porosidade do carbeto de silício, tendo sido validada para o estudo deste material.

Validade cruzada de equações de predição da aptidão cardiorrespiratória sem testes de exercício em idosos

O condicionamento cardiorrespiratório pode ser caracterizado como sendo um dos componentes da aptidão cardiorrespiratória, estando diretamente associado aos níveis de saúde e qualidade de vida. Existem formas diversas para se avaliar os níveis de condicionamento cardiorrespiratório durante a realização de exercícios, tanto de forma direta como indireta. Foi realizado um estudo do tipo transversal contando com idosos voluntários acima dos 60 anos, admitidos entre março de 2005 e abril de 2008, todos participantes do Projeto Idosos em Movimento Mantendo a Autonomia (IMMA), coordenado pelo Laboratório de Atividade Física e Promoção da Saúde (LABSAU) do Instituto de Educação Física e Desportos da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (IEFD-UERJ) e implementado em parceria com a Universidade Aberta da Terceira Idade (UnATI-UERJ) com o objetivo de realizar a validação cruzada de equações para estimativa da ACR sem exercícios em amostra de idosos brasileiros. Portanto, esta pesquisa identificou evidências para se estimar a aptidão cardiorrespiratória através de um método sem exercícios apresentando baixo custo e risco a saúde dos idosos, desta forma, não necessitando a utilização de locais específicos e com equipamentos como bicicletas e esteiras ergométricas e também não havendo a necessidade de profissionais especializados na aplicação dos referidos testes

Coarse optical orthogonal frequency division multiplexing for optical datacommunication applications

We propose a new low-cost solution using orthogonal transmission of non-return-to-zero and carrierless-amplitude-and-phase format data to realize a coarse OFDM transmission system. Using low bandwidth electronics and optoelectronic components, the system is demonstrated at 37.5Gb/s. © 2011 OSA.

GHz modulation of carbon nanotube cathodes for microwave amplifiers

Cold cathodes based on carbon nanotubes (CNs) allow to produce a pulsed/directly modulated electron beam. Using an array of vertically aligned CNs that exhibit an aspect ratio of around 200, we demonstrated the modulation of a 1.5 A/cm2 beam at 1.5 GHz frequency. Such CN cathodes are very promising for their use in a new generation of compact and low cost microwave amplifiers that operates between 30 and 100 GHz. ©2005 IEEE.

Carbon nanotube cathodes as electron sources for microwave amplifiers

Cold cathodes based on carbon nanotubes allow to produce a modulated electron beam. Using an array of vertically aligned CNs that exhibit an aspect ratio of about 200, we demonstrated the modulation of a high current density beam (∼ 1 A/cm2) at 1.5 and 32 GHz frequencies. Such CN cathodes are very promising for their use in a new generation of compact, highly efficient and low cost amplifiers that operate between 10 and 100 GHz. © 2007 IEEE.

Analysis and simulation of combustion oscillations in a laboratory spray combustor

The unstable combustion that can occur in combustion chambers is a major problem for aeroengines and ground-based industrial gas turbines. Nowadays, CFD provides a flexible, low cost tool to supplement direct measurement. This paper presents simulations of combustion oscillations in a liquid-fuelled experimental rig at the University of Cambridge. Linear acoustic theory was used to describe the acoustic waves propagating upstream and downstream of the combustion zone and to develop inlet and outlet boundary conditions just upstream and downstream of the combustion region enabling the CFD calculation to be efficiently concentrated on the combustion zone. A combustion oscillation was found to occur with its predicted frequency in good agreement with experimental measurements. More details about the unstable combustion can be obtained from the simulation results. The approach developed here is expected to provide a powerful tool for the design and operation of stable combustion systems. Copyright © 2009 by ASME.

Dynamics of bigeye (Thunnus obesus) and yellowfin (T. albacares) tuna in Hawaii’s pelagic fisheries: analysis of tagging data with a bulk transfer model incorporating size-specific attrition

Tag release and recapture data of bigeye (Thunnus obesus) and yellowfin tuna (T. albacares) from the Hawaii Tuna Tagging Project (HTTP) were analyzed with a bulk transfer model incorporating size-specific attrition to infer population dynamics and transfer rates between various fishery components. For both species, the transfer rate estimates from the offshore handline fishery areas to the longline fishery area were higher than the estimates of transfer from those same areas into the inshore fishery areas. Natural and fishing mortality rates were estimated over three size classes: yellowfin 20–45, 46–55, and ≥56 cm and bigeye 29–55, 56–70, and ≥71 cm. For both species, the estimates of natural mortality were highest in the smallest size class. For bigeye tuna, the estimates decreased with increasing size and for yellowfin tuna there was a slight increase in the largest size class. In the Cross Seamount fishery, the fishing mortality rate of bigeye tuna was similar for all three size classes and represented roughly 12% of the gross attrition rate (includes fishing and natural mortality and emigration rates). For yellowfin tuna, fishing mortality ranged between 7% and 30%, the highest being in the medium size class. For both species, the overall attrition rate from the entire fishery area was nearly the same. However, in the specific case of the Cross Seamount fishery, the attrition rate for yellowfin tuna was roughly twice that for bigeye. This result indicates that bigeye tuna are more resident at the Seamount than yellowfin tuna, and larger bigeye tunas tend to reside longer than smaller individuals. This may result in larger fish being more vulnerable to capture in the Seamount fishery. The relatively low level of exchange between the Sea-mount and the inshore and longline fisheries suggests that the fishing activity at the Seamount need not be of great management concern for either species. However, given that the current exploitation rates are considered moderate (10–30%), and that Seamount aggregations of yellowfin and bigeye tuna are highly vulnerable to low-cost gear types, it is recommended that further increases in fishing effort for these species be monitored at Cross Seamount.

Utilisation of vegetable leaves for carp production

The results of two sets of experiments on mono-culture of grass carp (Ctenopharyngodon idella) and mixed culture of carps (grass carp 50 : catla 20 : rohu 15 : mrigal 15) fed exclusively with vegetable leaves are reported. The experiments were conducted with two replicates each in 0.02 ha ponds of Wastewater Aquaculture Division of the Central Institute of Freshwater Aquaculture, Rahara during 1991-93. Monoculture of grass carp stocked at 1000/ha demonstrated an average net production of 21.0 kg/ 0.02 ha/8 months (1501 kg/ha/yr). Mixed culture of carps stocked at 5000 /ha recorded an average net production of 22.5 kg/0.02 ha/8 months (1903.7 kg/ha/yr). Field studies revealed that water bind weed (Ipomoea aquatica) is the most preferred feed of grass carp amongst vegetable leaves followed by amaranths (Amaranthus gangeticus and Amaranthus viridis), cauliflower (Brassica oleracia var. votrytis) and cabbage (Brassica oleracia var. capitata) leaves. Through selection of highly productive leaf vegetables and suitable crop planning on fallow fish pond dykes, round the year feeding programme of grass carp has been explored. Recycling of sewage effluent for vegetable production and utilisation of vegetable leaves for fish production is considered an ideal way of integrated resource management for low cost production.

Studies on paddy-cum-fish culture under different land situations

Paddy fields can be broadly classified on the basis of land situations viz. Upland - Shallow water (10-30 cm), Medium land-medium deepwater (30-100 cm) and Low land-deepwater (above 100 cm). Three major systems of paddy-cum-fish culture, viz. (A) high yielding paddy varieties (H.Y.V) and air-breathing fish under Upland, (B) H.Y.V./local paddy and Tilapia/common carp under Medium land and (C) deepwater paddy and major Indian carps under Low land situations have been successfully investigated in the farmers' fields and at the Research Stations (1982-92). Effects of low-cost artificial feeding on growth, yield and management practices of different types of fish showed a considerable increase of rice and fish yields and a decrease in insect-pest incidence. Under Upland situation, short duration H.Y.V. in combination with fast-growing air breathing fish was studied thrice a year (summer, winter & autumn seasons). Combined rice and fish culture produced highest yields in all the seasons than in the control.

Nanostructuring of materials for device and sensor applications

The recent developments in nanotechnology are reviewed, with particular emphasis on its application in microsystem technology where increased reliability is achieved by integrating the sensor and the readout electronics on the same substrate. New applications may be possible using integrated micromechanical clips to connect optic fibers and components in integrated silicon systems. Some of the key developments in enabling technologies are also described, including the control of thin film deposition, nanostructuring to tailor the properties of thin film, silicon micromachining to make sensors, and microclips for the low-cost assembly of integrated optical microsystems.

Hybrid potential flow-streamtube method for modelling VAWT-flowfield interactions

When designing vertical-axis wind turbines (VAWTs) for deployment in the urban environment, it is desirable to have a low-cost computational model that allows for modelling the coupled interaction of the turbine with the flowfleld. Such a method is presented in this paper, It combines a variation of the multiple streamtube model with a potential method to model flowfleld interactions. A method referred to as "streamtube surgery" is used to couple the influence of the flowfleld with the performance model of the VAWT. This tool is used to explore the instantaneous and cycle-averaged flowflelds of VAWTs. It can also be used to evaluate the influence on performance of multiple VAWTs in dense arrays or to quantify blockage effects of a VAWT in wind tunnel testing.

Parameter measurement for heavy-vehicle fuel consumption modelling

A mathematical model is developed to predict the energy consumption of a heavy vehicle. It includes the important factors of heavy-vehicle energy consumption, namely engine and drivetrain performances, losses due to accessories, aerodynamic drag, rolling resistance, road gradients, and driver behaviour. Novel low-cost testing methods were developed to determine engine and drivetrain characteristics. A simple drive cycle was used to validate the model. The model is able to predict the fuel use for a 371 tractor-semitrailer vehicle over a 4 km drive cycle within 1 per cent. This paper demonstrates that accurate and reliable vehicle benchmarking and model parameter measurement can be achieved without expensive equipment overheads, e.g. engine and chassis dynamometers.