Modificação estrutural de bentonitas nacionais : caracterização e estudos de adsorção

São apresentados os aspectos teóricos, práticos e bibliográficos envolvidos no desenvolvimento da tese de doutorado intitulada Modificação estrutural de bentonitas nacionais: caracterização e estudos de adsorção. O trabalho consistiu no desenvolvimento de um material adsorvente a partir de bentonitas, do tipo montmorilonitas, modificadas estruturalmente com o objetivo de aumentar sua capacidade de adsorção de poluentes, orgânicos e inorgânicos. O estudo visa incrementar o valor agregado deste recurso mineral e insere-se na área de tratamento de efluentes líquidos usando adsorventes não tradicionais, eficientes e de baixo custo em substituição ao carvão ativado ou às resinas de troca iônica. Foram estudadas as propriedades físicas e químicas; distribuição de tamanho de partículas, área superficial, potenciais eletrocinéticos, capacidade de troca catiônica, composição mineralógica, morfologia superficial e espaçamento basal, bem como as propriedades adsorptivas dos argilominerais não tratados e modificados, não modificadas e pilarizadas respectivamente. Também são discutidos os mecanismos de adsorção envolvidos e o desenvolvimento de um reator contínuo (adsorção em flocos) e de separação sólido/líquido. As modificações estruturais dos argilominerais foram realizadas via homoionização com cloreto de cálcio e posterior intercalação com compostos orgânicos com ação quelante de metais. A FENAN, bentonita obtida pela intercalação com Orto Fenantrolina (OF), foi a que apresentou melhor viabilidade técnica em termos de adsorção, adsorção/dessorção, floculação e de acumulação de poluentes na forma floculada e não floculada. Adicionalmente os estudos de reversibilidade da intercalação revelaram a alta estabilidade da OF na FENAN, em soluções fortemente ácidas, onde aproximadamente 90% da OF permanece ligada à superfície da argila. A quantidade de OF adsorvida na forma de unidades micelares foi de 112 mg por grama de bentonita a pH 8,5 ± 0,5. A caracterização das bentonitas, via difração de Raios X, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e por microscopia de força atômica, revelou que as FENAN possuem um comportamento estrutural muito estável ao longo da seqüência de adsorção/dessorção e que após a adsorção de poluentes inorgânicos, o quelato metálico formado apresenta alta estabilidade dentro da estrutura da organobentonita. A capacidade de acumulação alcançada nas FENAN foi de 110 mg de Cu/g de bentonita, valor superior à de diversos materiais adsorventes alternativos propostos em outros trabalhos similares. Os estudos de acumulação das FENAN floculadas – FENANFLOC, indicaram que a presença de floculante, na quantidade utilizada, não afeta significativamente a capacidade de remoção das bentonitas modificadas. Este comportamento apresentado, permitiu o desenvolvimento do Reator Expandido de Flocos Adsorventes (REFA), cujas características e parâmetros operacionais são discutidos em detalhe. Finalmente, os resultados são discutidos em termos dos fenômenos interfaciais envolvidos e dos potenciais práticos deste novo adsorvente e da nova técnica de adsorção em flocos no REFA.

Uma avaliação ex-ante do impacto sobre a capacidade tecnológica da localidade acolhedora das empresas que aderiram ao regime automotivo brasileiro e os seus desdobramentos estaduais : o caso da instalação da General Motors do Brasil em Gravataí, Rio Grande do Sul

Esta tese discute três temas: políticas públicas, gestão tecnológica, e setor automotivo. Tendo por objetivo abreviar o ciclo de absorção e desenvolvimento de tecnologia, um volume expressivo de recursos tem sido transferido do setor público para o setor privado através do que é denominado de Política Pública Indutora (PPI). Os governos pretendem, assim, atrair aquelas empresas tecnologicamente mais capacitadas, na expectativa de que transfiram para a localidade onde se instalam o conhecimento que detêm. No Brasil, um dos setores-alvo deste tipo de política tem sido o automotivo, circunstância observada em diferentes momentos da história. Efetivamente, o Regime Automotivo Brasileiro pretende não apenas acelerar o desenvolvimento do país, mas também promover uma significativa transferência de tecnologia. A análise das PPI, por ser de extrema importância, é bastante influenciada e dificultada quer por seus defensores, quer por seus destratores, que as veêm sob os aspectos de sucesso ou não; mas, não bastasse essa dificuldade, há também o elevado conteúdo ideológico que sustenta as argumentações, que faz com que a avaliação se perca num quadro inconclusivo. Afinal, estas iniciativas são benéficas ou não para o país e para as economias regionais? Finalmente, a eficácia, e portanto o acerto desta estratégia só pode ser avaliado expost facto, quando já comprometidos, quiçá irremediavelmente, os recursos públicos. Por essa razão, este estudo desenvolve uma análise ex-ante das políticas públicas do tipo indutoras, fazendo uso de um modelo compreensivo que permite uma análise longitudinal, captando assim, as mudanças no ambiente. Entre outras, procurou-se responder à seguinte questão: é possível, hoje, inferir quanto à contrib uição, se positiva ou negativa, que o Regime Automotivo Brasileiro e os seus desdobramentos estaduais trarão à capacidade tecnológica no entorno da empresa atraída? O problema e a questão de pesquisa foram abordados, predominantemente, sob um enfoque qualitativo, e o método escolhido foi o estudo de caso. Com o auxílio do modelo proposto foi analisada e avaliada a potencialidade de aumento na capacidade tecnológica induzida pela instalação da unidade montadora da General Motors do Brasil, em Gravataí, Rio Grande do Sul. Ao final conclui- se que os benefícios previstos pelo Regime Automotivo Brasileiro, no que diz respeito a capacitação tecnológica local, dificilmente serão atingidos pela instalação de novas empresas automotivas ou a modernização das existentes.

Aperfeiçoamento da estratégia de homogeneização de minérios utilizando simulação geoestatística

Novas centrais térmicas utilizam carvão ROM (Run of mine) na sua alimentação. Sem o processamento do minério as flutuações de qualidade do carvão serão transferidas da mina para o consumidor final. Freqüentemente, contratos entre produtor-consumidor estabelecem limites pré-estabelecidos de parâmetros geológicos e tecnológicos como enxofre, cinzas e poder calorífico. Lotes de minério com qualidade fora dos limites estabelecidos podem ser rejeitados ou penalizados. O custo elevado dessas penalizações recomenda a homogeneização do minério ROM. As principais estratégias de homogeneização são as baseadas em técnicas geoestatísticas, as pilhas de homogeneização e as usinas de beneficiamento ou metalúrgicas. A estratégia de homogeneização baseada em técnicas geoestatísticas apresenta os menores custos de implementação, no entanto o conhecimento do depósito deverá ser fundamental. Tradicionalmente, essa estratégia de homogeneização utiliza um modelo de blocos gerado por um estimador tradicional, geralmente krigagem ordinária. A estimativa dos blocos por krigagem não considera a incerteza associada ao modelo geológico, não sendo adequada para prever flutuações locais Diferente da krigagem, os métodos de simulação geoestatística têm como objetivo reproduzir a variabilidade in situ e a continuidade espacial dos dados originais. Uma vez que os teores e sua variabilidade são estimados, flutuações da qualidade do minério podem ser previstas para determinada rota de lavra e certo tamanho de lote entregue ao consumidor. Diferentes tamanhos de lote são testados a fim de obter-se o controle das flutuações da qualidade do minério. Este trabalho apresenta um procedimento para acessar a variabilidade dos teores e predizer a sua flutuabilidade para diferentes tamanhos de lote em um estudo de mineração subterrânea de carvão no sul do Brasil. Simulação geoestatística e planejamento de lavra apropriado proporcionam uma solução para o problema de homogeneização de minérios.

Proposta de uma abordagem para estudo de viabilidade em cadeias oleoquímicas vegetais : estudo de caso do óleo essencial de eucalipto Cineol no Estado do Rio Grande do Sul

É papel dos governos fomentar o desenvolvimento sócio-econômico de suas regiões. Ainda que elas exerçam formas tradicionais e habituais de produção e geração de renda, muitas regiões apresentam condições de aumentar suas competências com outras atividades ainda não exploradas, mas que apresentam alto potencial de desenvolvimento regional. O governo do Estado do Rio Grande do Sul caminha neste sentido, fomentando pesquisas para a implantação de um Pólo Oleoquímico no Estado. O desenvolvimento regional pretendido passa, todavia, por estudos de viabilidade de implementação de novos processos produtivos. O presente trabalho trata deste tema, identificando a necessidade de instrumento próprio que seja apto a analisar a viabilidade de alternativas de produção agroindustrial, mais especificamente da exploração de uma cadeia produtiva do óleo essencial de eucalipto Cineol. Este estudo, de caráter exploratório, contribui para a análise da viabilidade e do potencial de difusão de processos produtivos oleoquímicos vegetais, já que o entendimento acerca das relações existentes nas cadeias produtivas desta natureza ainda não são muito aprofundados.

Modelagem física de correntes de densidade não conservativas em canal tridimensional de geometria simplificada

Este trabalho apresenta simulações físicas de correntes de densidade não conservativas em canal bidimensional e tridimensional. Primeiramente, foram desenvolvidas a seleção e caracterização de materiais granulares, bem como a classificação de tamanhos de grãos adequados capazes de simular tais correntes. Foram desenvolvidas também, metodologias de ensaios, abordando os detalhes como a preparação de materiais, equipamentos e instalações. Como resultados foram selecionados cinco materiais para as simulações, a areia (0,125mm a 0,063mm); os calcários B e C (0,125mm a 0,063mm) e os carvões 205 e carvão 207 (0,354mm a 0,063mm). Através de ensaios por fluxo contínuo de material, caracterizado por uma injeção de mistura durante um período de tempo, foram estudados as características geométricas, dinâmicas e os padrões de deposição destas correntes. Nestes ensaios foram variados o material granular e seu tamanho de grão utilizado na mistura e a concentração da mistura. Observou-se que: a velocidade da corrente aumenta à medida que a massa específica/concentração da mistura aumenta; que à medida que o tamanho do grão diminui, para um mesmo material com a mesma massa específica na mistura, a velocidade aumenta; a altura da cabeça da corrente aumenta à medida que a massa específica/concentração da mistura diminui; a distribuição dos volumes de depósitos apresentou uma tendência geral, com acúmulo de material, da ordem de 90%, nas regiões mais proximais do canal (0-75cm) e acúmulo de material, da ordem de 5%, canal nas regiões mais distais do canal (150-250cm). A distribuição dos grãos indica que o tamanho dos grãos vai diminuindo com a distância, estando as frações maiores (correspondentes a areia fina) presentes nas zonas mais proximais do canal (até 50cm) e com os grãos mais finos chegando até as regiões mais distais do canal (250cm). Foi avaliada, também, a influência da vazão inicial e do volume total de material sobre o desenvolvimento e depósitos das correntes de densidade não conservativas. As características medidas foram a evolução e as velocidades da corrente, além da espessura, granulometria e formas de fundo dos depósitos gerados. Como resultados foi verificado que a velocidade de avanço, espessuras, formas de fundo e distribuição granulométricas do material estão intimamente mais ligada à vazão de entrada do que ao volume total. Nota-se que, a vazão condiciona a tendência geral da evolução da corrente (padrão de variação da velocidade e da deposição) e as formas de fundo, enquanto que o volume de material injetado é responsável apenas pela magnitude dessas variações.