Análise macroscópica do efeito de dois modificadores de cristalização com baixa toxicidade

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil na especialidade de Reabilitação de Edifícios

Estudo da cristalização de parafinas por espectroscopia de RMN em temperaturas variáveis

A cristalização e formação de depósitos parafínicos é um problema operacional crítico na indústria do petróleo em todo o mundo e provoca grandes perdas econômicas na recuperação do óleo. São muitos os estudos que têm sido realizados para desenvolver modelos termodinâmicos de predição da precipitação de parafinas, sendo que boa parte deles utilizam a ressonância magnética nuclear (RMN) em alto ou baixo campo magnético juntamente com outras técnicas como calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise elementar e cromatografia gasosa para caracterizar a fase sólida formada a partir do petróleo. Este trabalho busca um maior entendimento da cristalização de ceras parafínicas por meio de experimentos de espectroscopia de RMN de 1H e 13C conduzidos em temperaturas variáveis, o que pode auxiliar na previsão e remediação dos problemas causados pela sua deposição nas linhas de escoamento da produção. Para isso, o estudo desse fenômeno foi conduzido inicialmente em amostras de parafina comercial e, posteriormente, em uma amostra de petróleo parafínico com variação de temperatura sem extrair a fase sólida, garantindo a não interferência de solventes que podem influenciar no processo de cristalização. A metodologia desenvolvida demonstrou ser útil para determinar a temperatura inicial de aparecimento de cristais (TIAC), sendo obtida uma boa concordância com os resultados de DSC para a parafina comercial e petróleo. O registro de espectros em diferentes temperaturas permitiu também a identificação das variações de intensidade e largura de linha dos sinais associados aos diferentes grupos químicos presentes nos materiais estudados.

Cristalização de Biomateriais Vitrocerâmicos e Mineralização em Meio Fisiológico Simulado

We propose new theoretical models, which generalize the classical Avrami-Nakamura models. These models are suitable to describe the kinetics of nucleation and growth in transient regime, and/or with overlapping of nucleation and growth. Simulations and predictions were performed for lithium disilicate based on data reported in the literature. One re-examined the limitations of the models currently used to interpret DTA or DSC results, and to extract the relevant kinetic parameters. Glasses and glass-ceramics with molar formulation 0.45SiO2? (0.45-x)MgO?xK2O?0.1(3CaO.P2O5) (0?x?0.090) were prepared, crystallized and studied as potential materials for biomedical applications. Substitution of K+ for Mg2+ were used to prevent devritification on cooling, to adjust the kinetics of crystallization and to modify the in vitro behaviour of resulting biomaterials. The crystallization of the glass frits was studied by DTA, XRD and SEM. Exothermic peaks were detected corresponding to bulk crystallization of whitlockite-type phosphate, Ca9MgK(PO4)7, at approximately 900ºC, and surface crystallization of a predominant forsterite phase (Mg2SiO4) at higher temperatures. XRD also revealed the presence of diopside (CaMgSi2O6 in some samples. The predominant microstructure of the phosphate phase is of the plate-type, seemingly crystallizing by a 2-dimensional growth mechanism. Impedance spectroscopy revealed significant changes in electrical behaviour, associated to crystallization of the phosphate phase. This showed that electrical measurements can be used to study the kinetics of crystallization for cases when DTA or DSC experiments reveal limitations, and to extract estimates of relevant parameters from the dependence of crystallization peak temperature, and its width at half height. In vitro studies of glasses and glass-ceramics in acelular SBF media showed bioactivity and the development of apatite layers The morphology, composition and adhesion of the apatite layer could be changed by substitution of Mg2+ by K+. Apatite layers were deposited on the surface of glass-ceramics of the nominal compositions with x=0 and 0.09, in contact with SBF at 37ºC. The adhesion of the apatite layer was quantified by the scratch test technique, having been related with SBF?s immersion time, with composition and structure of the glass phase, and with the morphology of the crystalline phase of the glass-ceramics. The structure of three glasses (x=0, 0.045 and 0.090) were investigated by MAS-NMR ( 29Si and 31P), showing that the fraction of Q3 structural units increases with the contents of Mg, and that the structure of these glasses includes orthophosphate groups (PO43-) preferentially connected to Ca2+ ions. Mg2+ ions show preference towards the silicate network. Substitution of Mg2+ by K+ allowed one to change the bioactivity. FTIR data revealed octacalcium phosphate precipitation (Ca8H2(PO4)6.5H2O) in the glass without K, while the morphology of the layer acquires the shape of partially superimposed hemispheres, spread over the surface. The glasses with K present a layer of acicular hidroxyapatite, whose crystallinity and needles thickness tend to increase along with K content.

Consumo precoz de tabaco y alcohol como factores modificadores del riesgo de uso de marihuana

OBJETIVO: Evaluar la relación entre consumo precoz de tabaco y alcohol y el riesgo de consumir marihuana en escolares. MÉTODOS: Estudio transversal con datos del IV Estudio Nacional de Consumo de Drogas en Población Escolar, año 2001. Se analizó 54,001 escolares de ocho a 20 años de edad. Como variables predictoras se consideró el autoreporte de consumo de tabaco y alcohol, la edad de inicio de consumo de tabaco y/o alcohol, y la intensidad de uso del tabaco. Como variable resultado se utilizó el autoreporte de uso de marihuana y la edad de inicio de consumo de ésta. Para el análisis de los datos se utilizó regresión de Poisson y regresión de Weibull. RESULTADOS: Los escolares presentaron alta prevalencia de consumo de tabaco, alcohol y marihuana (77%, 79% y 23% respectivamente). El consumo de tabaco en presencia de consumo de alcohol fue un factor de riesgo de uso de marihuana (RP=10.4; IC 95%: 8.9;12.2). El inicio tardío de consumo de tabaco (HR=0.85; IC 95%: 0.84;0.86) y alcohol (HR=0.90; IC 95%: 0.89;0.91) resultó ser un factor protector del uso de marihuana. La probabilidad de consumo de marihuana fue mayor en quienes fumaban todos o casi todos los días en relación a quienes fumaban sólo los fines de semana (RP=3.11; IC 95%: 2.96;3.26 vs. RP=1.70; IC 95%: 1.58;1.83). CONCLUSIONES: El riesgo de consumo de marihuana se asoció significativamente con la edad de inicio de consumo de tabaco, la frecuencia de consumo de tabaco y el consumo simultáneo de alcohol. Las estrategias de prevención deberían orientarse a evitar el consumo precoz de tabaco en escolares.

Cristalização do clorato de sódio

Este trabalho está divido em três partes, sendo a primeira a melhoria das condições operatórias da cristalização do clorato de sódio, a segunda parte o efeito dos sulfatos na quantidade de crómio no produto final e a terceira parte baseia-se na determinação de um método para remover sulfatos. A produção de clorato de sódio é realizada por via electroquímica a partir de uma solução de NaCl (salmoura). De seguida o clorato de sódio é produzido por cristalização a frio. Como a agitação e as rampas de arrefecimento são importantes na definição da granulometria, tentou-se optimizar o processo tentando aumentar o tamanho do grão, diminuindo a distribuição granulométrica e verificar se é possível obter um aumento da produção. Assim começou-se por caracterizar o sistema a 69 rpm para se verificar as diferenças quando comparadas com o aumento da agitação para 97,5 rpm. Começou-se por verificar o comportamento do C003 em termos da quantidade de sólidos ao longo do vazamento, concluindo-se que para cada nível do C003 a quantidade de sólidos é aproximadamente constante. Após a caracterização do C003, verificou-se a granulometria do produto final, onde se verificou uma grande DTC. De seguida verificou-se a eficiência do EP para diferentes tempos de residência, verificando-se que nas condições de funcionamento actuais, débito de 12 m3 /h, é eficiente assim como para um débito de 15,6 m3/h. Após a caracterização da etapa final de cristalização, começou-se por caracterizar o sistema em si de cristalização, nomeadamente o C901/3 e o C902/3. Como em cristalização a homogeneidade do cristalizador é um factor muito importante para evitar a grande DTC que se verifica no produto final, fomos verificar a homogeneidade do C901/3 e do C902/3. Assim se verifica que os dois cristalizadores são pouco homogéneos. No entanto verifica-se que na primeira etapa de cristalização deveríamos ter uma agitação de 69 rpm, para que o cristalizador seja totalmente homogéneo. Após verificarmos que o C902/3 não é homogéneo, fomos aumentar a agitação para 97,5 rpm onde verificamos que o sistema ainda não é homogéneo mas passamos de uma razão entre a massa total em baixo e a massa total em cima de 4,1 para 1,5. Verifica-se assim por extrapolação linear que a velocidade de agitação para uma razão 1 é de 103 rpm. Como se sabe que o método de secagem é importante, fomos verificar qual o método de secagem que nos daria resultados concordantes em cada um dos ensaios, assim verificou-se, que o melhor método seria após a filtração a vácuo, lavar os cristais com uma solução saturada de clorato de sódio e posteriormente secá-los com papel absorvente para lhe retirarmos a maior humidade e de seguida secá-los ao ar durante pelo menos três horas. Antes de se começarem a fazer ensaios para tentar optimizar o processo foi-se verificar o coeficiente de transferência de calor para podermos verificar o que acontece com o aumento da velocidade de agitação, assim como com as diversas rampas de arrefecimento testadas. Verifica-se assim que no C902/3 nos ensaios a 69 rpm, com a rampa de cristalização actual, temos um valor médio de 10000 Kcal/ºC.h e nos ensaios a 97,5 rpm temos um coeficiente de transferência de calor variável entre 10000 Kacl/ºC.h e 15000 Kcal/ºC.h conforme a abertura da válvula. Para se verificar o efeito do aumento da agitação na granulometria, recolheram-se amostras e determinou-se a granulometria para cada uma das rampas de cristalização testadas. Verifica-se assim que a massa total obtida não é sempre a mesma, variando de ensaio para ensaio, não se verificou realmente um aumento da granulometria, verificando-se sim um aumento da massa total. No entanto nos ensaios em que a temperatura final é inferior a 0ºC, obtivemos menor quantidade de finos. Por fim fomos determinar a zona óptima de funcionamento tendo em conta o diagrama ternário do sistema. Assim verifica-se que a zona de maior produção é entre -5ºC e -10ºC. No entanto tendo em conta a capacidade da instalação frigorífica, verifica-se que é inviável levar o sistema a -10ºC. Para verificar o efeito dos sulfatos na quantidade de crómio no produto final fizeram-se vários ensaios em laboratório de cristalização por frio em que variávamos as quantidades de cloreto de sódio, de dicromato de sódio e de sulfato de sódio. Verifica-se assim que uma maior quantidade de sal no início da cristalização provoca um aumento na quantidade de crómio no produto final. Para se remover os sulfatos do processo, foi-se testar inicialmente um método utilizando uma resina de permuta iónica para reter os sulfatos na parte de depuração da salmoura e um método de cristalização por frio para remover sulfato das águas mães do processo. Nos ensaios de remoção de sulfatos por permuta iónica verificou-se que a resina Purolite A400, a indicada para remoção de sulfatos, não remove nada. No caso da cristalização por frio para remoção de sulfatos fizeram-se ensaios para uma temperatura de cristalização a cerca de -10ºC. Neste caso verificouse que se conseguiu remover cerca de 70% dos sulfatos, mas também, se removeu cerca de 40% de clorato de sódio. Como a capacidade da instalação frigorífica é limitada, este método torna-se inviável.

A elite política parlamentar portuguesa: caracterização, cristalização e circulação (2005-2011)

Dissertação de Mestrado em Ciência Política

Distinção de cultivares de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) pelo método da cristalização sensitiva

Estuda-se a possibilidade de introduzir cultivares de plantas como modificador do modelo de cristalização do cloreto de cobre. Os modelos de cristalização de raízes, caules, folhas, flores e sementes de 3 cultivares de feijoeiro e para diferentes idades de plantas de solução nutritiva foram obtidos, principalmente na concentração 0,05: 0,5, com 5 repetições. A comparação dos modelos revela que a sensibilidade do método é suficiente para que possa ser empregado na distinção de cultivares da espécie, especialmente através de modelos de cristalização obtidos com extrato de flores.

Aplicação da cristalização sensitiva na determinação da qualidade da bebida de café

O método da cristalização sensitiva é aplicado na tentativa de determinar a qualidade da bebida de café. Foram efetuadas 50 séries de cristalização, com 3 repetições, envolvendo 9 diferentes concentrações relativas do extrato e do cloreto e 4 tipos de bebida, duas do tipo mole e duas do tipo rio. A conclusão principal é que os resultados obtidos não permitem a identificação do tipo de bebida através do modelo de cristalização. As concentrações do extrato e do cloreto são os fatores mais importantes na variação de um modelo para outro.

Efeito de lisina no hábito de cristalização do cloreto de cobre

Estuda-se o hábito de cristalização do cloreto de cobre a partir da evaporação de soluções aquosas contendo lisina. São pesquisadas, com 3 repetições cada uma, 30 concentrações diferentes de lisina e cloreto de cobre, sendo 6 de lisina (0,0005, 0,0001, 0,005, 0,01, 0,05 e 0,1 g por placa) combinadas a 5 do sal (0,125, 0,25, 0,5, 0,75 e 1,0 g por placa). Conclui-se que o modelo de cristalização é característico e pode ser reconhecido em extratos em que o efeito cristalogenético do aminoácido seja dominante. As melhores concentrações são as que combinam 0,25 a 0,50 g por placa de cloreto de cobre com 0,005 a 0,1 g por placa de lisina.

Cristalogênese do cloreto de cobre: emprego da cristalização sensitiva na distinção de tipos de leite

O método da cristalização sensitiva é utilizado na distinção de tipos de leite. Foram estudadas três concentrações de cloreto de cobre (0,1; 0,25 e 0,5 g/placa) combinadas a três de leite (0,01, 0,025 e 0,05 g/placa) de três tipos (cru, B e C), com três repetições. Para as 27 combinações possíveis, observou-se nítida influência do leite como modificador do modelo de cristalização do cloreto de cobre. O método mostrou sensibilidade suficiente para distinção de tipos de leite, principalmente nas concentrações 0,05 : 0,5e 0,025 : 0,5.

Cristalização e taxa crítica de resfriamento para vitrificação do poli(sebacato de decametileno)

We synthesized Poly(decamethylene sebacate) - P10MS - and studied its overall crystallization rates in a range of temperatures using Differential Scanning Calorimetry in isothermal conditions, which enabled us to identify the crystallization mechanism by means of the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov equation. The critical cooling rate (Rc) to vitrify the P10MS was determined using a non-isothermal method proposed by Barandiarán & Colmenero (BC). The value of Rc is around 50-250 K/s, which confirms the experimentally observed difficulty to vitrify this polymer.

Comportamento de cristalização de lipídios estruturados obtidos a partir de gordura de palmiste e óleo de peixe

The aim of this study is to evaluate the crystal structure of binary mixtures of palm kernel fat and fish oil, before and after chemical and enzymatic interesterification. The crystal structure was analyzed by polarized light microscopy. The addition of fish oil didn't change the palm kernel fat crystallization characteristics, spherullites of types A and B being observed. However, due to chemical and enzymatic interesterification, smaller crystals were obtained. There was no difference between chemical and enzymatic interesterification, probably as a function of acyl migration in discontinuous processes catalyzed by lipases.

Estudo da influência dos íons K+, Mg2+, SO4(2-) e CO3(2-) na cristalização biomimética de fosfato de cálcio amorfo (ACP) e conversão a fosfato octacálcico (OCP)

The crystallization of hydroxyapatite (HA) in aqueous solution can be described by the mechanism ACP -> OCP -> HA. In this work, it was studied the influence of K+, Mg2+, SO4(2-) and CO3(2-) ions in the formation of ACP and in its conversion to OCP, using biomimetic coatings on metallic substrates of commercially pure titanium (Ti c.p.). The results showed that Mg2+ and CO3(2-) ions favored both the formation of ACP and its conversion to OCP. Differently, K+ and SO4(2-) ions did not influence the formation of ACP and, consequently, interfered in the conversion to OCP.

Comportamento de cristalização de lipídios estruturados por interesterificação química de banha e óleo de soja

The aim of this study was to evaluate the crystallization behavior of binary mixtures of lard and soybean oil in different ratios and their respective structured lipids obtained by chemical interesterification. Crystallization kinetics and polarized light microscopy were used to analyze the mixtures before and after interesterification. The addition of soybean oil changed the lard crystallization, by the effect of the dilution. Crystal diameter increased, while the number of crystals decreased, as a function of temperature. Interesterification resulted in the formation of fewer crystals, with larger diameter in comparison with the original mixtures.