ESTIMATIVAS DAS PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE COMPOSTOS LVL CONFECCIONADOS COM PARICÁ POR MEIO DE ULTRASSOM

No presente estudo buscou-se avaliar as propriedades físicas e mecânicas de compostos LVL produzidos com a madeira de paricá ( Schizolobium amazonicum Huber ex. Ducke) por meio do ultrassom. Para isso, foram utilizados LVL produzidos em laboratório e destes retiradas amostras para realização dos ensaios não destrutivos. Posteriormente, as mesmas amostras foram destinadas para realização dos ensaios físicos (absorção de água; inchamento em espessura e inchamento residual) ou mecânicos (resistência e rigidez à flexão estática flatwise; resistência e rigidez à flexão estática edgewise; resistência à compressão paralela e resistência ao cisalhamento paralelo e perpendicular). Os dados da velocidade de propagação de ondas e do módulo de elasticidade dinâmico obtidos nos ensaios não destrutivos foram utilizados no ajuste de equações para estimar as propriedades avaliadas. Os resultados obtidos apontaram o uso do ultrassom como uma ferramenta eficaz para a predição da maior parte das propriedades avaliadas. Dentre as variáveis independentes avaliadas, o módulo de elasticidade dinâmico obteve os melhores resultados quando comparado à velocidade de propagação das ondas.

Chemical and physical effects of ultrasound: sonoluminescence and materials

When a liquid is irradiated with ultrasound, acoustic cavitation (the formation, growth, and implosive collapse of bubbles in liquids irradiated with ultrasound) generally occurs. This is the phenomenon responsible for the driving of chemical reactions (sonochemistry) and the emission of light (sonoluminescence). The implosive collapse of bubbles in liquids results in an enormous concentration of sound energy into compressional heating of the bubble contents. Therefore, extreme chemical and physical conditions are generated during cavitation. The study of multibubble sonoluminescence (MBSL) and single-bubble sonoluminescence (SBSL) in exotic liquids such as sulfuric acid (H2SO4) and phosphoric acid (H3PO4) leads to useful information regarding the intracavity conditions during bubble collapse. Distinct sonoluminescing bubble populations were observed from the intense orange and blue-white emissions by doping H2SO4 and H3PO4 with sodium salts, which provides the first experimental evidence for the injected droplet model over the heated-shell model for cavitation. Effective emission temperatures measured based on excited OH• and PO• emission indicate that there is a temperature inhomogeneity during MBSL in 85% H3PO4. The formation of a temperature inhomogeneity is due to the existence of different cavitating bubble populations: asymmetric collapsing bubbles contain liquid droplets and spherical collapsing bubbles do not contain liquid droplets. Strong molecular emission from SBSL in 65% H3PO4 have been obtained and used as a spectroscopic probe to determine the cavitation temperatures. It is found that the intracavity temperatures are dependent on the applied acoustic pressures and the thermal conductivities of the dissolved noble gases. The chemical and physical effects of ultrasound can be used for materials synthesis. Highly reactive species, including HO2•, H•, and OH• (or R• after additives react with OH•), are formed during aqueous sonolysis as a consequence of the chemical effects of ultrasound. Reductive species can be applied to synthesis of water-soluble fluorescent silver nanoclusters in the presence of a suitable stabilizer or capping agent. The optical and fluorescent properties of the Ag nanoclusters can be easily controlled by the synthetic conditions such as the sonication time, the stoichiometry of the carboxylate groups to Ag+, and the polymer molecular weight. The chemical and physical effects of ultrasound can be combined to prepare polymer functionalized graphenes from graphites and a reactive solvent, styrene. The physical effects of ultrasound are used to exfoliate graphites to graphenes while the chemical effects of ultrasound are used to induce the polymerization of styrene which can then functionalize graphene sheets via radical coupling. The prepared polymer functionalized graphenes are highly stable in common organic solvents like THF, CHCl3, and DMF. Ultrasonic spray pyrolysis (USP) is used to prepare porous carbon spheres using energetic alkali propiolates as the carbon precursors. In this synthesis, metal salts are generated in situ, introducing porous structures into the carbon spheres. When different alkali salts or their mixtures are used as the precursor, carbon spheres with different morphologies and structures are obtained. The different precursor decomposition pathways are responsible for the observed structural difference. Such prepared carbon materials have high surface area and are thermally stable, making them potentially useful for catalytic supports, adsorbents, or for other applications by integrating other functional materials into their pores.

Otimização dos sistemas biológicos e melhorias nos tratamentos da ETARI da Refinaria de Matosinhos

A Refinaria de Matosinhos é um dos complexos industriais da Galp Energia. A sua estação de tratamento de águas residuais industriais (ETARI) – designada internamente por Unidade 7000 – é composta por quatro tratamentos: o pré-tratamento, o tratamento físico-químico, o tratamento biológico e o pós-tratamento. Dada a interligação existente, é fundamental a otimização de cada um dos tratamentos. Este trabalho teve como objetivos a identificação dos problemas e/ou possibilidades de melhoria do pré-tratamento, tratamento físico-químico e pós-tratamento e principalmente a otimização do tratamento biológico da ETARI. No pré-tratamento verificou-se que a separação de óleos e lamas não era eficaz uma vez que se formam emulsões destas duas fases. Como solução, sugeriu-se a adição de agentes desemulsionantes, que se revelou economicamente inviável. Assim, sugeriu-se como alternativa o recurso a técnicas de tratamento da emulsão gerada, tais como a extração com solvente, centrifugação, ultrassons e micro-ondas. No tratamento físico-químico constatou-se que o controlo da unidade de saturação de ar na água era feito com base na análise visual dos operadores, o que pode conduzir a condições de operação afastadas das ótimas para este tratamento. Assim, sugeriu-se a realização de um estudo de otimização desta unidade com vista à determinação da razão ar/sólidos ótima para este efluente. Para além disto, constatou-se, ainda, que os consumos de coagulante aumentaram cerca de -- % no último ano, pelo que foi sugerido o estudo da viabilidade do processo de eletrocoagulação como substituto do sistema de coagulação existente. No pós-tratamento identificou-se o processo de lavagem dos filtros como sendo a etapa com possibilidade de ser otimizada. Através de um estudo preliminar concluiu-se que a lavagem contínua de um filtro por cada turno melhorava o desempenho dos mesmos. Constatou-se, ainda, que a introdução de ar comprimido na água de lavagem promove uma maior remoção de detritos do leito de areia, no entanto esta prática parece influenciar negativamente o desempenho dos filtros. No caso do tratamento biológico, identificaram-se problemas ao nível do tempo de retenção hidráulico do tratamento biológico II, que apresentou elevada variabilidade. Apesar de identificado concluiu-se que este problema era de difícil solução. Verificou-se, também, que o oxigénio dissolvido não era monitorizado, pelo que se sugeriu a instalação de uma sonda de oxigénio dissolvido numa zona de baixa turbulência do tanque de arejamento. Concluiu-se que o oxigénio era distribuído de forma homogénea por todo o tanque de arejamento e tentou-se identificar quais os fatores que influenciariam este parâmetro, no entanto, dada a elevada variabilidade do efluente e das condições de tratamento, tal não foi possível. Constatou-se, também, que o doseamento de fosfato para o tratamento biológico II era pouco eficiente já Otimização dos sistemas biológicos e melhorias nos tratamentos da ETARI da Refinaria de Matosinhos que em -- % dos dias se verificaram níveis baixos de fosfato no licor misto (< - mg/L). Foi, por isso, proposta a alteração do atual sistema de doseamento por gravidade para um sistema de bomba doseadora. Para além disso verificou-se que os consumos deste nutriente aumentaram significativamente no último ano (cerca de --%), situação que se constatou estar relacionada com um aumento da população microbiana para este período. Foi possível relacionar-se o aparecimento frequente de lamas à superfície dos decantadores secundários com incrementos repentinos de condutividade, pelo que se sugeriu o armazenamento do efluente nas bacias de tempestade, nestas situações. Verificou-se que a remoção de azoto era praticamente ineficaz uma vez que a conversão de azoto amoniacal em nitratos foi muito baixa. Assim, sugeriu-se o recurso à técnica de bio-augmentação ou a transformação do sistema de lamas ativadas num sistema bietápico. Por fim, constatou-se que a temperatura do efluente à entrada da ETARI apresenta valores bastante elevados para o tratamento biológico (aproximadamente de --º C) pelo que se sugeriu a instalação de uma sonda de temperatura no tanque de arejamento de modo a controlar de forma mais eficaz a temperatura do licor misto. Ainda no que diz respeito ao tratamento biológico, foi possível desenvolver-se um conjunto de ferramentas que visaram o funcionamento otimizado deste tratamento. Nesse sentido, foram apresentadas várias sugestões de melhoria: a utilização do índice volumétrico de lamas como indicador da qualidade das lamas em alternativa à percentagem de lamas; foi desenvolvido um conjunto de fluxogramas para a orientação dos operadores de exterior na resolução de problemas; foi criada uma “janela de operação” que pretende ser um guia de apoio à operação; foi ainda proposta a monitorização frequente da idade das lamas e da razão alimento/microrganismo.

Degradação de Ocratoxina a: estudo de processo e toxicidade

A ocratoxina A (OTA), micotoxina encontrada em diferentes níveis e em diversas matrizes, apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. O desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação a níveis permitidos pela legislação é incentivado e os processos biológicos utilizados envolvem o uso de enzimas e/ou microrganismos para degradação da OTA e são preferenciais pela especificidade, bem como pelas condições brandas para a detoxificação. O objetivo do trabalho foi estudar a ação de carboxipeptidase A nos níveis e na toxicidade de OTA, visando aplicar a técnica para detoxificar farinhas de trigo. Primeiramente foi estimado o risco de exposição à ocratoxina A pelo consumo de farinhas de trigo. Para isso foram estabelecidas condições de determinação de OTA em farinhas de trigo, empregando técnicas de estatística multivariada para definir os principais interferentes na extração de OTA pelo método de QuEChERS e detecção em CLAE-FL. O método validado permitiu a avaliação da ocorrência natural em 20 amostras de farinha de trigo, estando estas contaminadas na faixa de 0,22 a 0,85 µg.kg-1 , apresentando um valor de ingestão diária de 0,08 ngOTA.dia-1 .kgmassacorpórea -1 e uma disponibilidade de 94,4%. Em seguida foi realizada a padronização da extração de carboxipeptidase A em biomassa de Rhizopus oryzae que consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40 kHz e a triagem de agentes biológicos para degradação de OTA. Para o estudo da degradação in vitro de OTA, método de extração e detecção de OTA e OTα em CLAEFL foi validado e o processo de degradação foi realizado com Rhizopus oryzae e Trichoderma reesei, obtendo-se uma redução máxima de 63,5% e 57,7%, respectivamente. A degradação apresentou uma correlação alta (R>0,9) e significativa (p<0,05) com a produção de Otα, indicando que ocorreu a produção de enzimas capazes de hidrolisar a micotoxina, por exemplo, a carboxipeptidase A. O estudo da toxicidade de OTA e seu metabólito OTα foi realizado em neutrófilos humanos, onde foi observado a ausência de efeito tóxico de OTα. Também foi determinado o mecanismo de toxicidade de OTA pelo aumento de Ca2+ intracelular pela liberação a partir das reservas internas. Esta liberação, subsequentemente, provoca uma cascata de eventos, nomeadamente: a produção de espécies reativas, depleção de ATP, perda de ΔΨm, levando à morte por necrose. Para reduzir o risco de exposição à micotoxina pela ingestão de matéria prima contaminada, carboxipeptidase A extraída de diferentes fontes foi aplicada na hidrólise de OTA em farinha de trigo para posterior determinação do conteúdo residual de OTA e OTα, empregando método validado. O estudo mostrou uma redução de OTA entre 16,8 e 78,5% e produção de OTα entre 2 a 8,2 ng.g-1 . As carboxipeptidases mais promissoras para degradação foram as provenientes de Rhizopus e Trichoderma e a carboxipeptidase comercial. Ficou demonstrado que se pode recomendar a aplicação de enzimas proteolíticas, tipo carboxipeptidase, para reduzir o risco de exposição à micotoxina quando utilizada matéria prima contaminada, por exemplo, farinha de trigo para diferentes processos. A transformação de OTA para OTα e seus efeitos na redução da toxicidade da micotoxina corroboram com esta afirmação.

A Quantitative analysis of pulsed signals emitted by wild bottlenose dolphins

Common bottlenose dolphins (Tursiops truncatus), produce a wide variety of vocal emissions for communication and echolocation, of which the pulsed repertoire has been the most difficult to categorize. Packets of high repetition, broadband pulses are still largely reported under a general designation of burst-pulses, and traditional attempts to classify these emissions rely mainly in their aural characteristics and in graphical aspects of spectrograms. Here, we present a quantitative analysis of pulsed signals emitted by wild bottlenose dolphins, in the Sado estuary, Portugal (2011-2014), and test the reliability of a traditional classification approach. Acoustic parameters (minimum frequency, maximum frequency, peak frequency, duration, repetition rate and inter-click-interval) were extracted from 930 pulsed signals, previously categorized using a traditional approach. Discriminant function analysis revealed a high reliability of the traditional classification approach (93.5% of pulsed signals were consistently assigned to their aurally based categories). According to the discriminant function analysis (Wilk's Λ = 0.11, F3, 2.41 = 282.75, P < 0.001), repetition rate is the feature that best enables the discrimination of different pulsed signals (structure coefficient = 0.98). Classification using hierarchical cluster analysis led to a similar categorization pattern: two main signal types with distinct magnitudes of repetition rate were clustered into five groups. The pulsed signals, here described, present significant differences in their time-frequency features, especially repetition rate (P < 0.001), inter-click-interval (P < 0.001) and duration (P < 0.001). We document the occurrence of a distinct signal type-short burst-pulses, and highlight the existence of a diverse repertoire of pulsed vocalizations emitted in graded sequences. The use of quantitative analysis of pulsed signals is essential to improve classifications and to better assess the contexts of emission, geographic variation and the functional significance of pulsed signals.

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.

Analysis of root canal organic tissue dissolution capacity according to the type of irrigation solution and agitation technique

Aim: To analyze the root canal organic tissue dissolution capacity promoted by irrigating solutions, with or without the use of different agitation techniques. Methods: Bovine pulp tissue fragments were initially weighed. The following irrigating solutions were tested: 2.5% sodium hypochlorite, 2% chlorhexidine digluconate solution, and distilled water. The irrigating protocols were: immersion, mechanical agitation with endodontic files, and ultrasonic or sonic systems (Endoactivactor® and Easy Clean®). At the end of the protocols, the pulps were weighed to determine their final weight. For comparison, the average percentage of tissue dissolution in relation to the groups was analyzed using the Kruskal-Wallis nonparametric test complemented by multiple comparisons test. The significance level was set at 5%. Results: Among the irrigation solutions, 2.5% sodium hypochlorite showed a higher dissolving power than 2% chlorhexidine digluconate and distilled water. Furthermore, ultrasonic and sonic systems were more effective irrigating protocols than immersion and mechanical agitation with endodontic files. Conclusions: The combination of sodium hypochlorite with an agitation system promotes a greater degree of tissue degradation.

Modulaarisen jatkuvatoimisen kiteyttimen markkinapotentiaali ja toiminnan todentaminen

Valmistettaessa kiteisiä tuotteita kemianteollisuudessa jatkuvatoimisuudella voidaan saavuttaa merkittäviä etuja panosprosesseihin verrattuna. Toistettavuus ja tuotekiteiden ominaisuudet paranevat ja kustannussäästöjä saadaan sekä kiteytyksestä että mahdollisesta jatkokäsittelyn yksinkertaistumisesta. Hienokemianteollisuudessa panoskiteytys on kuitenkin edelleen vallitseva kiteytysmenetelmä pienten tuotantovolyymien, tuotteiden vaihtelevuuden ja panoskiteyttimien puhdistamisen helppouden vuoksi. Ultraäänen vaikutusta kiteytykseen on tutkittu kattavasti viimevuosina. Tehoultraäänen aiheuttamalla kavitaatiolla on havaittu olevan merkittäviä kiteytystä edistäviä vaikutuksia. Yhdistämällä jatkuvatoimiseen putkivirtauskiteyttimeen tehoultraäänen tukkeutumista estävä ja kiteytystä edistävä vaikutus saadaan systeemi, jota voidaan pitää varteenotettavana vaihtoehtona panoskiteyttimille hienokemianteollisuudessa. Tässä työssä määritettiin markkinapotentiaali jatkuvatoimiselle ultraääniprosessointijärjestelmälle eurooppalaisten hienokemianteollisuuden yritysten parissa. Markkinapotentiaalin määritys tehtiin makrotasolla nojautumalla toimialatilastoihin, jotka poimittiin Amadeus-tietokannasta. Jatkuvatoimista ultraääniprosessointijärjestelmää myös kehitettiin edelleen lisäämällä moduulien määrää kolmesta viiteen, testaamalla eri putkivaihtoehtoja ja määrittämällä korkeimmat käyttökonsentraatiot putkivirtauskiteyttimelle kolmella eri malliaineella. Ultraäänen vaikutusta viipymäaikajakaumaan tarkasteltiin pulssikokeiden avulla kolmen eri putkivaihtoehdon tapauksessa. Ultaääniprosessointijärjestelmän putkivaihtoehdoista 6 mm sisähalkaisijaisessa teräsputkessa saavutettiin korkeammat saannot ja pienemmät tuotekiteet kuin 4 mm sisähalkaisijaisessa teräsputkessa. Ultraääni ei läpäissyt 4 mm sisähalkaisijaista polyamidiputkea riittävän tehokkaasti ehkäistäkseen systeemin tukkeutumista.

Efeito da adição de grafite expandido por microondas nas propriedades térmicas, elétricas e mecânicas de nanocompósitos de matriz epóxi

Epoxy based nanocomposites with 1 wt % and 3 wt % of nanographite were processed by high shear mixing. The nanographite was obtained by chemical (acid intercalation), thermal (microwave expansion) and mechanical (ultrasonic exfoliation) treatments. The mechanical, electrical and thermal behavior of the nanocomposites was determined and evaluated as a function of the percentage of reinforcement. According to the experimental results, the electrical conductivity of epoxy was not altered by the addition of nanographite in the contents evaluated. However, based on the mechanical tests, nanocomposites with addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite showed increase in tensile strength of 16,62 % and 3,20 %, respectively, compared to the neat polymer. The smaller increase in mechanical strength of the nanocomposite with 3 wt.% of nanographite was related to the formation of agglomerates. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite also resulted in a decrease of 6,25 % and 17,60 %, respectively, in the relative density of the material. Thus, the specific strength of the nanocomposites was approximately 33,33 % greater when compared to the neat polymer. The addition of 1 wt.% and 3 wt.% of nanographite in the material increased the mean values of thermal conductivity in 28,33 % and 132,62 %, respectively, combined with a reduction of 26,11 % and 49,80 % in volumetric thermal capacity, respectively. In summary, it has been determined that an addition of nanographite of the order of 1 wt.% and 3 wt.% produced notable elevations in specific strength and thermal conductivity of epoxy