Gases e ruídos em edificações para suínos: aplicação das normas NR-15, CIGR e ACGIH

Swine production represents an important segment of Brazilian economy, and the possibility of increasing production is eminent mainly if considered the low pork consumption when compared to other meat and the consumption of other countries. The increasing need in the international market demands show that in a near future the commercial barriers will be based on welfare, in the protection of the environment as well as in the worker's legislation. Little knowledge is available in the subject of worker's standards in the environmental agents in rural activities as well as the air quality under Brazilian conditions. The objectives of this research were to apply the main used standards related to noise and gases and to estimate occupational risk using measurements of noise level, hydrogen sulfide, methane and oxygen in swine housing, in piglet's nursery and finishing. The results showed that the continuous noise level were below the one found in the standards, however there were observed differences (P < 0.05) in relation to the noise level measured in piglet's nursing cages and in semi-slatted floor. The respective concentrations of hydrogen sulfide and methane were less than 1 ppm and less than 0,1% by volume, which was lower than the recommended limits in NR-15, CIGR and ACGIH. The oxygen level was 21% in average.

Ambiência aérea em alojamento de frangos de corte: poeira e gases

Air quality in animal production environment has been refereed as an interesting point for studies in environmental control systems with the focus both to the animal health which live in total confinement, as to the workers. The objective of this research was to determine the variation on the aerial environmental quality in two types of broiler housing: conventional (Gc) and tunnel type (Gt). The total dust values in both houses offered adequate rearing conditions to the birds; however, regarding the inhale dust in the air was above the limits recommended for humans. Carbon monoxide concentration in the heating phase during the evaluated period was above the 10 ppm maximum recommended, and it was higher during the cold season in Gt house (30 ppm) when compared to the Gc house (18 ppm). Ammonia concentration peaks in the air were above the 20 ppm recommended from the 20th day of production in both houses and in daily average, for a period higher in Gt (4h30) when compared to Gt (2h45). Only traces of nitrate oxide and methane were found while carbonic dioxide gas concentration evaluated during daytime met the limits allowed for both birds and labor.

Energy spectra for quantum wires and two-dimensional electron gases in magnetic fields with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions

We introduce an analytical approximation scheme to diagonalize parabolically confined two-dimensional (2D) electron systems with both the Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions. The starting point of our perturbative expansion is a zeroth-order Hamiltonian for an electron confined in a quantum wire with an effective spin-orbit induced magnetic field along the wire, obtained by properly rotating the usual spin-orbit Hamiltonian. We find that the spin-orbit-related transverse coupling terms can be recast into two parts W and V, which couple crossing and noncrossing adjacent transverse modes, respectively. Interestingly, the zeroth-order Hamiltonian together with W can be solved exactly, as it maps onto the Jaynes-Cummings model of quantum optics. We treat the V coupling by performing a Schrieffer-Wolff transformation. This allows us to obtain an effective Hamiltonian to third order in the coupling strength k(R)l of V, which can be straightforwardly diagonalized via an additional unitary transformation. We also apply our approach to other types of effective parabolic confinement, e. g., 2D electrons in a perpendicular magnetic field. To demonstrate the usefulness of our approximate eigensolutions, we obtain analytical expressions for the nth Landau-level g(n) factors in the presence of both Rashba and Dresselhaus couplings. For small values of the bulk g factors, we find that spin-orbit effects cancel out entirely for particular values of the spin-orbit couplings. By solving simple transcendental equations we also obtain the band minima of a Rashba-coupled quantum wire as a function of an external magnetic field. These can be used to describe Shubnikov-de Haas oscillations. This procedure makes it easier to extract the strength of the spin-orbit interaction in these systems via proper fitting of the data.

Greenhouse gases emission from soil contaminated with automobile industry residue in Brazil

Solid waste of the automobile industry containing large amounts of heavy metals might affect the emission of greenhouse gases (GHG) when applied to the soil. Accumulation of inorganic chemical elements in the environment generally occurs due to human activity (industry, agriculture, mining and waste landfills). Residues from human activities may release heavy metals to the soil solution, causing toxicity to plants and other soil organisms. Heavy metals may also be adsorbed to clay minerals and/or complexed by the soil organic matter, becoming a potential source of pollutants. Not much is known about the behavior of solid wastes in tropical soil as regarded as source of greenhouse gases (GHG). The emission of GHG (CO(2), CH(4) and N(2)O) was evaluated in incubated soil samples collected in an area contaminated with a solid residue from an automobile industry. Samples were randomly collected at 0 to 0.2 m (a mix of soil and residue), 0.2 to 0.4 m (only residue) and 0.4 to 0.6 m (only soil). A contiguous uncontaminated area, cultivated with sugarcane, was also sampled following the same protocol. Canonical Discriminant Analysis and Principal Component Analysis were applied to the data to evaluate the GHG emission rates. Emission rates of GHG were greater in the samples from the contaminated than the sugarcane area, particularly high during the first days of incubation. CO(2) emissions were greater in samples collected at the upper layer for both areas, while CH(4) and N(2)O emissions were similar in all samples. The emission rates of CH(4) were the most efficient variables to differentiate contaminated and uncontaminated areas.

Nest temperature and respiratory gases during natural incubation in the broad-shelled river turtle, Chelodina expansa (Testudinata : Chelidae)

Temperature was monitored in three natural nests, and oxygen and carbon dioxide partial pressure monitored in one natural nest of the broad-shelled river turtle, Chelodina expansa, throughout incubation. Nest temperature decreased after nest construction in autumn, remained low during winter and gradually increased in spring to a maximum in summer. In a nest where temperature was recorded every hour, temperature typically fluctuated through a 2 degrees C cycle on a daily basis throughout the entire incubation period, and the nest always heated faster than it cooled. Oxygen and carbon dioxide partial pressures in this nest were similar to soil oxygen and carbon dioxide partial pressures for the first 5 months of incubation, but nest respiratory gas tensions deviated from the surrounding soil over the last three months of incubation. Nest respiratory gas tensions were not greatly different from those in the atmosphere above the ground except after periods of rain. After heavy rain during the last 3 months of incubation the nest became moderately hypoxic (P-O2 similar to 100 Torr) and hypercapnic (P-CO2 similar to 50 Torr) for several successive days. These short periods of hypoxia and hypercapnia were not lethal.

Positive end expiratory pressure during resuscitation of premature lambs rapidly improves blood gases without adversely affecting arterial pressure

Positive end expiratory pressure (PEEP) is important for neonatal ventilation but is not considered in guidelines for resuscitation. Our aim was to investigate the effects of PEEP on cardiorespiratory parameters during resuscitation of very premature lambs delivered by hysterotomy at similar to125 d gestation (term similar to147 d). Before delivery, they were intubated and lung fluid was drained. Immediately after delivery, they were ventilated with a Drager Babylog plus ventilator in volume guarantee mode with a tidal volume of 5 mL/kg. Lambs were randomized to receive 0, 4, 8, or 12 cm H2O of PEEP. They were ventilated for a 15-min resuscitation period followed by 2 h of stabilization at the same PEEP. Tidal volume, peak inspiratory pressure, PEEP, arterial pressure, oxygen saturation, and blood gases were measured regularly, and respiratory system compliance and alveolar/ arterial oxygen differences were calculated. Lambs that received 12 cm H2O of PEEP died from pneumothoraces; all others survived without pneumothoraces. Oxygenation was significantly improved by 8 and 12 cm H2O of PEEP compared with 0 and 4 cm H2O of PEEP. Lambs with 0 PEEP did not oxygenate adequately. The compliance of the respiratory system was significantly higher at 4 and 8 cm H2O of PEEP than at 0 PEEP. There were no significant differences in partial pressure of carbon dioxide in arterial blood between groups. Arterial pressure was highest with 8 cm H2O of PEEP, and there was no cardiorespiratory compromise at any level of PEEP. Applying PEEP during resuscitation of very premature infants might be advantageous and merits further investigation.

Aestivation in the South American lungfish, Lepidosiren paradoxa: Effects on cardiovascular function, blood gases, osmolality and leptin levels

The African (Protopterus sp.) and South American lungfish (Lepidosiren paradoxa) inhabit shallow waters, that seasonally dry out, which induces aestivation and cocoon formation in Protopterus. Differently, L. paradoxa has no cocoon, and it aestivates in a simple burrow. In water PaCO(2) is 21.8 +/- 0.4 mmHg (mean values +/- S.E.M.; n = 5), whereas aestivation for 20 days increased PaCO(2) to as much as 37.6 +/- 2.1 mmHg, which remained the same after 40 days (35.8 +/- 3.3 mmHg). Concomitantly. the plasma [HCO(3)(-)]-values for animals in water were 22.5 +/- 0.5 mM, which after 20 days increased to 40.2 +/- 2.3 mM and after 40 days to 35.8 +/- 3.3 mM. Initially in water, PaO(2) was 87.7 +/- 2.0 mmHg, but 20 days in aestivation reduced the value to 80.5 +/- 2.2 and later (40 days) to 77.1 +/- 3.0 mmHg. Meanwhile, aestivation had no effect on pHa and hematocrit. The blood pressures were equal for animals in the water or in the burrow (P(mean) similar to 30 mmHg), and cardiac frequency (f(H)) fell from 31 beats min(-1) to 22 beats min(-1) during 40 days of aestivation. The osmolality (mOsm kg H(2)O(-1)) was elevated after 20 and 40 days of aestivation but declined upon return to water. The transition front activity to aestivation involves new set-points for the variables that determine the acid-base status and PaO(2) of the animals, along with a reduction of cardiac frequency. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Blood gases and cardiovascular shunt in the South American lungfish (Lepidosiren paradoxa) during normoxia and hyperoxia

The South American lungfish (Lepidosiren paradoxa) has an arterial P(O2), (Pa(O2)) as high as 70-100 mm Hg, corresponding to Hb-O(2) saturations from 90% to 95%, which indicates a moderate cardiovascular right to left (R-L) shunt. In hyperoxia (50% O(2)), we studied animals in: (1) aerated water combined with aerial hyperoxia, which increased Pa(O2) from 78 +/- 2 to 114 +/- 3 mm Hg and (2) and aquatic hyperoxia (50% O(2)) combined room air, which gradually increased Pa(O2) from 75 +/- 4 mm Hg to as much as 146 +/- 10 mm Hg. Further, the hyperoxia (50%) depressed pulmonary ventilation from 58 +/- 13 to 5.5 +/- 3.0 mLBTPS kg h(-1), and Pa(CO2) increased from 20 +/- 2 to 31 +/- 4 mm Hg, while pHa became reduced from 7.56 +/- 0.03 to 7.31 +/- 0.09. At the same time, venous P(O2) (Pv(O2)) rose from 40.0 +/- 2.3 to 46.4 +/- 1.2 mm Hg and, concomitantly, Pvco, increased from 23.2 +/- 1.1 to 32.2 +/- 0.5 mm Hg. R-L shunts were estimated to about 19%, which is moderate when compared to most amphibians. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Os gases de efeito de estufa e a problemática da responsabilidade social e ambiental das empresas portuguesas: O caso das cimenteiras

Mestrado em Contabilidade

Estudo da viabilidade de um processo de captura do dióxido de carbono emitido em gases de combustão

O presente trabalho descreve o estudo da viabilidade económica de implementar um processo de absorção química com monoetanolamina (MEA) numa central termoeléctrica, visando a captura de CO2 dos gases de exaustão da mesma, dado que na indústria, o sector de produção de energia eléctrica é o principal responsável pela emissão de CO2 para a atmosfera. A central em foco foi a TER (Central Termoeléctrica do Ribatejo) devido à quantidade de gases emitidos e ao teor em CO2 dos mesmos, além de ser a responsável por cerca de 18% da energia eléctrica em Portugal. O processo em causa ocorre em pós-combustão, dado tratar-se de uma central já existente, e engloba a absorção química com MEA, seguida de stripping, com remoção do CO2 e recirculação da MEA. Este sistema foi testado recorrendo a um modelo de simulação desenvolvido por T. Greer, na sua tese de mestrado ao tema “Modeling and simulation of post combustion CO2 capturing” com base em Matlab. De acordo com o disposto sobre o Comércio Europeu de Licenças de Emissão (CELE), para o período de 2008-2012, foi atribuído à TER um limite de emissão de 1.423.103 ton CO2/ano. Sendo esta responsável pela emissão anual de cerca de 2X106 toneladas, determinou-se um encargo de 17.277.000 € anuais por incumprimento. Os custos de implementação deste processo estimam-se, para um período de amortização de 5 anos, em 6.546.758€, e permitiria a captação de 78,7% do CO2 emitido. As taxas respeitantes ao incumprimento ficariam reduzidas a 13.597.020€; o que significa que, com a implementação desta tecnologia, se conseguirá uma economia de: 17.277.000 - 13.597.020 = 3.679.980 €/ano. Estes valores foram calculados de acordo com o valor cotado da tonelada de CO2 para 2008 de 30 euros/ton. No período de amortização considerado, 5 anos, obtém-se uma economia de 18.399.900 €, sendo possível amortizar totalmente o investimento efectuado com a unidade de captura de CO2 sendo economicamente viável a sua implementação.

Estudo da solubilidade de diferentes corantes têxteis em dióxido de carbono supercrítico

Utilizando um método de medida dinâmico, determinou-se experimentalmente a solubilidade de corantes têxteis em CO2 supercrítico, para pressões entre 120 bar (12MPa) a 400 bar (40 MPa) e temperaturas de 60°C (333.2K) a 120°C (393.2K). O equipamento utilizado consiste em 3 secções distintas: zona de compressão, zona de equilíbrio e zona de expansão. Dos resultados obtidos para as isotérmicas, verificou-se que a solubilidade aumenta com o incremento da pressão. Em relação à influência da temperatura, constatou-se que as pressões mais baixas os corantes apresentam uma diminuição na solubilidade em CO2 supercrítico com o incremento da temperatura, no entanto, a partir de uma determinada pressão (cerca de 225bar), quanto maior a temperatura de estudo, maior a solubilidade dos compostos. Obtiveram-se valores de solubilidade na ordem dos 2,9x10-6 a 2,9x10-4 para o Quinizarina com uma reprodutibilidade média de ±3,3%, de 1,4x10-6 a 3,2x10-4 para o Red 9 com uma reprodutibilidade média de ±2,5% de 7,8x10-8 a 2,2x10-5 para o Blue 14 com uma reprodutibilidade média de ±3,0% e finalmente de 6,63x10-8 a 4,9x10-7 para o Blue 1, com uma reprodutibilidade média de ±4,5%. A comparação com os resultados experimentais da bibliografia permitiu verificar a actual discrepância de valores existentes para estes corantes e a importância de novos resultados e mais rigorosos, com o objectivo de analisar os métodos de determinação de solubilidade em fluidos supercríticos. Após a análise dos resultados obtidos, foi efectuada a modelação dos mesmos recorrendo a modelos semi-empíricos, verificando-se que o modelo mais adequado ao corante Quinizarina é o modelo de Bartle et al, para o qual se obteve um desvio relativo médio percentual (AARD) de 2,94%. Relativamente ao corante Red 9 e Blue 14, o modelo que melhor define o comportamento de Chrastil, obtendo-se um AARD de 0,870% e o 1,47% respectivamente, enquanto que para o Blue 1 é o modelo de Kummar e Jonhson, com um AARD de 0,218%. Além da modelação efectuada, foram ainda determinados os valores de entalpias de vaporização e solvatação para os diferentes compostos.

Estudos de absorção de CO2 com soluções aminadas

A absorção química de dióxido de carbono (CO2) através de soluções aquosas de aminas tem sido estudada nos últimos anos devido à preocupação ambiental face ao aquecimento global. Nestes estudos, foram tidos como principais objectivos a realização de ensaios preliminares de absorção e desabsorção de CO2 em soluções aquosas de aminas bem como a construção de uma instalação piloto para a mesma finalidade. Inicialmente, a nível laboratorial, procedeu-se à absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas. As aminas utilizadas nestes estudos foram a monoetanolamina (MEA), etilenodiamina (EDA), 1,6- hexanodiamina (HDA) e piperazina anidra (PZ). A absorção de CO2 através destas aminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. A concentração das soluções aquosas foi de 20% em massa de cada amina. Foram também realizados estudos de regeneração das soluções aquosas de aminas saturadas de CO2 em banho de glicerina, para determinar as condições de regeneração. Para além disso, observou-se o estado físico das aminas no estado puro até saturação com CO2 para garantir a não ocorrência de danos a nível de entupimento numa posterior utilização na instalação piloto. Por fim, voltaram-se a repetir todos estes ensaios experimentais utilizando-se, em vez da água destilada, um solvente polar aprótico, dimetilsulfóxido (DMSO). Numa segunda fase destes estudos, a absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas foi investigada experimentalmente numa instalação piloto. O objectivo era utilizar nesta fase do estudo as mesmas aminas utilizadas nos ensaios preliminares mas uma vez que não se dispunha das quantidades necessárias de aminas e para a sua aquisição teria que se despender bastante tempo e dinheiro, utilizaram-se duas soluções aquosas de alcanolaminas. As alcanolaminas utilizadas no presente estudo foram a amina secundária dietanolamina (DEA) e a amina terciária N-metildietanolamina (MDEA), duas aminas amplamente utilizadas nas indústrias químicas e petroquímicas para a purificação dos gases de combustão. A absorção de CO2 através destas duas alcanolaminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. As concentrações das soluções aquosas foram de (10, 20 e 30) % em massa de MDEA e de DEA. O processo de adição de cloreto de bário (BaCl2.2H2O) às alcanolaminas ajuda à formação de carbonato de bário, quando o CO2 passa através da solução de alcanolamina. A quantidade de carbonato de bário formado foi utilizado para determinar a solubilidade do CO2 (mol CO2/mol alcanolamina). O principal desafio na captura de CO2 dos gases de combustão é o de reduzir o consumo de energia necessária para a regeneração do solvente. Deste modo, foram também realizados estudos de regeneração das soluções de alcanolaminas saturadas, para determinar as condições de regeneração. Os resultados obtidos, a nível laboratorial, revelaram que uma amina secundária (PZ) e uma amina primária de cadeia longa (HDA) são mais favoráveis ao processo de absorção e regeneração de CO2. No entanto, e devido a essa mesma estrutura molecular, necessitam de maiores valores de temperaturas para desabsorver o CO2. Garantiu-se poder trabalhar com as quatro aminas no estado puro em estudos futuros, na instalação piloto, garantindo que não ocorrerão danos a nível de entupimento. Relativamente ao solvente utilizado concluiu-se que um solvente polar aprótico não é um solvente favorável para estes estudos. Os resultados obtidos, na instalação piloto, revelaram que a amina terciária, MDEA, consegue absorver maiores quantidades de CO2 do que a amina secundária, EDA, bem como é a mais fácil de regenerar com menor perda de capacidade de absorção do que a EDA.

Emissões de carbono: caracterização do perfil de emissões de gases de efeito de estufa associadas à Monteiro, Ribas - Embalagens Flexíveis, S.A.

A presente dissertação tem como principal objectivo estimar as emissões de carbono resultantes das actividades da Monteiro, Ribas- Embalagens Flexíveis, S.A. A realização do inventário de gases de efeito estufa permite que a Monteiro, Ribas- Embalagens Flexíveis, S.A, identifique quais as suas fontes emissoras e quantifique as emissões de gases de efeito estufa, permitindo criar estratégias de redução das mesmas. A elaboração do inventário foi fundamentada nas directrizes do Greenhouse Gas Protocol, obedecendo aos princípios de relevância, integrabilidade, consistência, transparência e exactidão. A metodologia adoptada utiliza factores de emissão documentados para efectuar o cálculo das emissões de gases de efeito de estufa (GEE). Estes factores são rácios que relacionam as emissões de GEE com dados de actividade específicos para cada fonte de emissão. Como emissões directas (âmbito 1), foram quantificadas as emissões provenientes do uso de gás natural nas caldeiras, consumo de vapor e de água quente, e as emissões do veículo comercial da empresa. Como emissões indirectas de âmbito 2, incluem-se as resultantes da electricidade consumida. As emissões indirectas estimadas de âmbito 3 referem-se, no caso em estudo, ao transporte de resíduos, ao deslocamento de funcionários para a empresa e às viagens de negócio. Face ao tipo de emissões identificadas, criou-se uma ferramenta de cálculo que contém todos os valores de factores de emissão que podem ser utilizados em função das características específicas dos dados de actividade relativos às várias fontes emissoras da Empresa. Esta ferramenta permitirá, no futuro, aperfeiçoar o cálculo das emissões, a partir de uma melhor sistematização da informação disponível. Com este trabalho também foi possível identificar a necessidade de recolher e organizar alguma informação complementar à já existente. O ano base considerado foi 2011. Os resultados obtidos mostram que, neste ano, as actividades da Monteiro, Ribas- Embalagens Flexíveis, S.A serão responsáveis pela emissão de 2968,6 toneladas de CO2e (dióxido de carbono equivalente). De acordo com a Decisão 2007/589/CE da Comissão de 18 de Julho de 2007 conclui-se que a Monteiro, Ribas Embalagens e Flexíveis S.A. se enquadra na categoria de instalações com baixo níveis de emissões pois as suas emissões médias anuais são inferiores a 25000 toneladas de CO2e. Conclui-se que a percentagem maior das emissões estimadas (50,7 %) é proveniente do consumo de electricidade (emissões indirectas, âmbito 2), seguida pelo consumo de gás natural (emissões directas) que representa 39,4% das emissões. Relacionando os resultados obtidos com a produção total da Monteiro, Ribas- Embalagens Flexíveis, S.A, em 2011, obtém-se o valor de 0,65 kg de CO2e por cada quilograma de produto final. Algumas das fontes emissoras identificadas não foram incorporadas no inventário da empresa, nomeadamente o transporte das matérias-primas e dos produtos. Isto deve-se ao facto de não ter sido possível compilar a informação necessária, em tempo útil. Apesar de se tratar de emissões indirectas de âmbito 3, consideradas opcionais, recomenda-se que num próximo trabalho deste tipo, essas emissões possam vir a ser quantificadas. As principais incertezas associadas às estimativas de emissão dizem respeito aos dados de actividade uma vez que foi a primeira vez que a empresa realizou um inventário de gases de efeito de estufa. Há informações mais específicas sobre os dados de actividade que a empresa dispõe e que poderá, de futuro, sistematizar de uma forma mais adequada para a sua utilização com este fim.

Comparative study of amine solutions used in CO2 absorption/desorption cycles

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química