Estudo da Biodegrabilidade de um Efluente Industrial

O presente trabalho foi desenvolvido numa indústria de produtos de limpeza doméstica (LD) e higiene pessoal (HP), onde está implementada uma estação de tratamento de águas residuais industriais (ETARI). Durante o estudo foi monitorizada e avaliada a biodegradabilidade de algumas substâncias base dos detergentes (tensoactivos aniónicos), nomeadamente o LAS e o SLES, bem como o efluente da indústria nas diferentes fases de tratamento implementado na ETARI. Ao longo do processo de tratamento dos fluxos que compõem as águas residuais industriais, procurou-se estabelecer relações entre parâmetros chave de avaliação do conteúdo em matéria orgânica (Carência Química Oxigénio – CQO e Carência Bioquímica Oxigénio – CBO) com os tensoactivos anteriormente referidos. Os resultados obtidos na caracterização do efluente industrial nas diferentes fases do tratamento implementado mostram eficiências de remoção de CQO na ordem dos 20% no processo de bioxidação, de 78% no processo físico-químico de coagulação/floculação, sendo a eficiência global do processo de tratamento integrado da ordem dos 82%. No que se refere ao teor de tensoactivos aniónicos foram alcançadas eficiências de remoção na ordem dos 16 e 94% respectivamente, para os processos de oxidação e físico-químico, e de 95% quando considerado todo o processo de tratamento implementado.

Desenvolvimento de matrizes poliméricas reticuladas biocompatíveis

O trabalho desenvolvido teve como objectivo principal a preparação de matrizes porosas de quitosano reticuladas com materiais biodegradáveis e biocompatíveis para uso em aplicações biomédicas. As matrizes foram caracterizadas a nível estrutural (análise por IV e RMN), a nível físico (análise por SEM, ensaios de biodegrabilidade e inchamento) e também a nível funcional (análise da capacidade de libertação controlada de um fármaco). Os agentes reticulantes das matrizes foram cuidadosamente seleccionados usando como critério principal a ausência de toxidade (biocompatibilidade). Foram seleccionados para este estudo diferentes copolímeros de poli(2-etil-2-oxazolina) e glicidil metacrilato, o ácido bórico, o ácido malónico e o líquido iónico 1-(2-hidroxietil)-3-metil-imidazol tetrafluoroborato. Os agentes reticulantes poliméricos foram sintetizados usando uma tecnologia limpa (polimerização viva em dióxido de carbono supercrítico através de uma mecanismo de abertura de anel por via catiónica). A análise do perfil de biodegrabilidade das matrizes de quitosano reticuladas revelou que se degradam facilmente em meio ligeiramente ácido (pH5.0) o que levou à sua exclusão para estudos de expansão celular. As matrizes estudadas revelaram um elevado grau de inchamento cujo potencial para libertação controlada de fármacos foi explorado para a libertação de dexametasona, um glicocorticóide sintético adequado a administração por via transdérmica. As matrizes de quitosano reticuladas e impregnadas com dexametasona apresentam um perfil de libertação controlada e contínua ao longo de vinte e sete horas.

Funcionalização de fibras de celulose em papel com nanopartículas: aplicação como bactericida

As doenças infecciosas emergentes e o desenvolvimento de resistência aos antibióticos, por parte das bactérias patogénicas e fungos, a um ritmo alarmante são uma questão de extrema preocupação. Apesar do aumento do conhecimento da patogénese microbiana e aplicação de terapias modernas, a taxa de mortalidade associada a infecções microbianas ainda permanece alta. Muitas destas infecções têm origem nos alimentos e água que ingerimos. Torna-se, portanto, urgente procurar novas estratégias e encontrar novos agentes antimicrobianos, a partir de substâncias naturais e inorgânicas para desenvolver novos fármacos ou agentes para controlar as infecções microbianas. É aqui, que a nanotecnologia entra em acção com o conceito de embalagem activa. Esta beneficia do uso de nanopartículas para aumentar a segurança e a qualidade de um produto pois estas possuem actividade antimicrobiana. A maioria das embalagens é feita de papel, que possui óptimas propriedades e características (baixo custo, porosidade e biodegrabilidade), tornando-se um substrato cobiçado em diversas áreas de investigação. Neste trabalho, uniu-se as vantagens do papel com as propriedades antimicrobianas das nanopartículas. Assim, impregnaram-se diferentes substratos de papel com nanopartículas, com o objectivo de testar qual o que apresenta maior actividade antibacteriana. Para tal utilizou-se o cartão, o saco de refeições de take-away, papel de mesa e papel de talheres, os quais foram impregnados com nanopartículas de prata, cobre, óxido de zinco e óxido de tungsténio, com concentrações variadas. Estas nanopartículas foram testadas em cinco bactérias diferentes: Staphylococcus aureus (ATCC6538), Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) (RN4220) e Enterococcus faecalis (ATCC29212), Escherichia coli (ATCC8739) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027) e numa levedura Candida albicans (ATCC10231). Dos testes anti-bacterianos realizados, concluiu-se que os melhores resultados foram obtidos para o cartão com AgNPs. Utilizando o cartão como substrato e as nanopartículas de prata como agente anti-bacteriano, estudou-se a influência da concentração de AgNPs (2, 10, 25 e 50mM). A concentração de 50mM revelou-se mais eficaz, em especial para a bactéria Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027).

Produção de bioplásticos a partir de agro-resíduos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Solubilidade, fracionamento e fitoextração de metais pesados após aplicação de agentes quelantes

A baixa biodegrabilidade de quelantes sintéticos usados para induzir a fitoextração resulta em alto risco ambiental pela possibilidade de lixiviação de metais pesados. Agentes quelantes naturais, mais rapidamente degradados no solo, podem ser uma alternativa para os quelantes sintéticos. O objetivo deste trabalho foi comparar a performance de ácidos orgânicos naturais (gálico, cítrico e oxálico) com ácidos sintéticos (EDTA, DTPA e NTA) na fitoextração induzida de metais. O solo foi contaminado com 500, 300 e 200 mg kg-1 de Pb, Zn e Cu, respectivamente, e cultivado com milho (Zea mays) e mucuna preta (Stizolobium aterrimum). Os agentes quelantes, na dose de 10 mmol kg-1, foram aplicados no solo sete dias antes da coleta das plantas. Amostras do solo foram submetidas à extração com CaCl2 e fracionamento. Os teores dos metais na solução do solo foram também determinados. Os quelantes sintéticos EDTA, DTPA e NTA foram eficientes na solubilização dos metais pesados no solo. Dentre os ácidos orgânicos naturais, apenas o ácido cítrico foi eficiente na solubilização dos metais nas primeiras vinte e quatro horas após a sua aplicação. A distribuição dos metais entre as frações apresentou a seguinte ordem: Pb: matéria orgânica (MO) > óxido de Fe amorfo (OxFeA) > trocável (Tr) > óxido de Fe cristalino (OxFeC); Cu: MO > Tr > OxFeC > OxFeA; e Zn: MO > Tr > OxFeC > OxFeA. De modo geral, a adição dos quelantes sintéticos provocou aumento nos teores trocáveis de Pb e Cu e redução nos teores de Pb, Cu e Zn nas frações óxidos de Fe amorfo e cristalino. O extrator CaCl2 0,01 mol L-1 pode ser utilizado para predição da concentração de Pb, Cu e Zn na solução do solo.

Emulsões de óleo de copaíba: determinação do equilíbrio hidrófilo-lipófilo crítico (EHLC), propriedades e estabilidade físico-químicas

Durante as últimas décadas, as indústrias farmacêuticas têm despertado grande interesse em óleos vegetais e vários extratos de planta por causa da sua baixa toxicidade e alta biodegrabilidade. O óleo de copaíba (Cop) é usado in natura na medicina popular como anti-inflamatório e antimicrobiano para tratar várias doenças, tais como inflamação da garganta, úlceras e infecções urinárias e pulmonares. Emulsões são sistemas dispersos termodinamicamente instáveis que consistem em dispersões de gotículas microscópicas em outro líquido imiscível. O objetivo deste trabalho foi preparar diferentes emulsões de Cop, determinar o EHL crítico deste óleo e avaliar a sua estabilidade, além de realizar estudos comparativos entre diferentes métodos de construção de diagramas de fases. As emulsões foram preparadas pelo método de inversão de fases variando as proporções de EHL de 4,7 a 16,7. A estabilidade foi determinada por vários métodos e os diagramas de fases foram produzidos pelo método de titulação usando diferentes procedimentos de agitação. As emulsões a base de Cop com EHL entre 12,7 e 15,7 foram as mais estáveis. As emulsões apresentaram boa estabilidade em curto e longo prazo, aspecto leitoso e baixos valores de índice de cremagem. Diferentes sistemas coloidais foram produzidos a partir dos diagramas de fases dependendo do processo de agitação. Baseado nesses métodos, o valor determinado de EHL do Cop foi 14,8, as emulsões permaneceram estáveis por mais de um ano e estes resultados indicam que o estudo das emulsões de Cop pode ser um promissor veículo de liberação tópica de fármacos e ativos cosméticos

Caracterização de filmes de féculas modificadas de mandioca como subsídios para aplicação em pós-colheita de hortículas

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Desenvolvimento e caracterização de biocompósito de látex (borracha natural) e fibra de carnaúba

The development of composite materials encompasses many different application areas. Among the composites, it is had, especially, the materials of organic origin, which have the greatest potential for biodegradability and so, have been bringing relevance and prominence in the contemporary setting of environmental preservation and sustainable development. Following this perspective of ecological appeal, it was developed a biocomposite material with natural inputs typically brazilian. This composite was made from latex (natural rubber) and carnauba fiber in different mass proportions. Formulations had varied by 5%, 10%, 15% and 20% of fiber in relation the matrix. This material has been designed aiming at application in thermal insulation systems, which requirethermal protection surfaces and/or reduction of thermal energy loss. Therefore, the composite was characterized by thermal conductivity testing, specific heat, thermal diffusivity and thermogravimetry. As has also been characterized for their physical-mechanical, by testing density, moisture content, tensile strength, hardness and scanning electron microscopy (SEM). The characterization of the material revealed that the composite presents a potential of thermal insulation higher than the natural rubber, that was used as reference. And the formulation at 15% fiber in relation the matrix showed the best performance. Thus, the composite material in question presents itself as a viable and effective alternative for new thermal insulation material design.

Desenvolvimento e caracterização de biocompósito de látex (borracha natural) e fibra de carnaúba

The development of composite materials encompasses many different application areas. Among the composites, it is had, especially, the materials of organic origin, which have the greatest potential for biodegradability and so, have been bringing relevance and prominence in the contemporary setting of environmental preservation and sustainable development. Following this perspective of ecological appeal, it was developed a biocomposite material with natural inputs typically brazilian. This composite was made from latex (natural rubber) and carnauba fiber in different mass proportions. Formulations had varied by 5%, 10%, 15% and 20% of fiber in relation the matrix. This material has been designed aiming at application in thermal insulation systems, which requirethermal protection surfaces and/or reduction of thermal energy loss. Therefore, the composite was characterized by thermal conductivity testing, specific heat, thermal diffusivity and thermogravimetry. As has also been characterized for their physical-mechanical, by testing density, moisture content, tensile strength, hardness and scanning electron microscopy (SEM). The characterization of the material revealed that the composite presents a potential of thermal insulation higher than the natural rubber, that was used as reference. And the formulation at 15% fiber in relation the matrix showed the best performance. Thus, the composite material in question presents itself as a viable and effective alternative for new thermal insulation material design.