Estudo teórico-experimental do processo de microfiltração de partículas de sílica em suspensão aquosa

Cada vez mais muitos processos industriais convencionais de separação, tais como destilação, centrifugação e extração com solventes, entre outros, estão sendo substituídos pelos processos de separação por membranas em virtude desses apresentarem vantagens em relação aos processos convencionais, além de serem considerados uma tecnologia limpa. Entre estas vantagens pode-se citar a economia de energia, pois não envolvem mudança de fase; a possibilidade de processamento de substâncias termolábeis, pois podem operar à temperatura ambiente; a maior seletividade; a facilidade de scale – up, pois são modulares e não extensivos em mão de obra, entre outros. Uma característica limitante destes processos é a existência de uma camada de elevada concentração de partículas ou moléculas que se forma próxima à superfície da membrana e que ocasiona uma redução no fluxo permeado, podendo modificar as características de retenção da membrana. Este fenômeno é conhecido como polarização por concentração. O entendimento dos mecanismos de polarização é considerado de grande importância neste campo e o estudo e validação de modelos matemáticos preditivos torna-se necessário para se obter sucesso na aplicação dos processos com membranas no meio industrial O objetivo geral deste trabalho consiste na análise teórico-experimental do processo de microfiltração tangencial com suspensão aquosa de partículas de sílica. O objetivo específico é a utilização de dados experimentais para a estimação de um parâmetro do modelo matemático que descreve o perfil de concentração na superfície da membrana ( membrana). A configuração tangencial implica que a alimentação, contendo as partículas a serem removidas ou concentradas, flui paralelamente à superfície da membrana reduzindo, assim, o fenômeno de polarização por concentração. Os experimentos foram efetuados em uma unidade de bancada de microfiltração tangencial, também conhecido como fluxo cruzado, em um módulo para membrana plana com canal de escoamento retangular sob condições de escoamento laminar. Os seguintes parâmetros foram variados durante os experimentos: pressão transmembrana, velocidade tangencial e concentração de partículas de sílica Os dados experimentais foram utilizados em uma modelagem matemática, baseada nas equações fundamentais da mecânica dos fluidos e da transferência de massa, que considera as propriedades físicas da suspensão, viscosidade dinâmica e difusividade mássica, variáveis com a concentração de sílica para se estimar a concentração máxima de sílica junto à superfície da membrana. Esta modelagem engloba os parâmetros operacionais, bem como as características da membrana nesta única variável. Com a finalidade de se verificar como a concentração máxima sobre a membrana é afetada pelas condições operacionais e, conseqüentemente, como esta afeta o fluxo permeado, a concentração máxima sobre a superfície da membrana é apresentada em função das condições operacionais variadas durante os experimentos de microfiltração. Finalmente, após a estimação desta variável, pôde-se concluir que ela é influenciada pelas condições operacionais típicas do processo de microfiltração tangencial, tais como velocidade tangencial de escoamento, pressão através da membrana e concentração da alimentação.

Influência da pressão e da vazão de concentrado sobre o desempenho de ultrafiltração no pós-tratamento de esgotos

Despite the numerous advantages resulting from the use of membrane filters technology, intrinsic limitations fouling process become relevant to its applicability. The control of operating conditions is an important tool to mitigate fouling and achieve good levels of efficiency. In this sense, the objective of this study was to investigate the effect of transmembrane pressure and concentrate flow in the performance of ultrafiltration, applied to the post-treatment of domestic sewage. The process was evaluated and optimized by varying the pressure (0.5 and 1.5 bar) and the concentrate flow (300 and 600 L/h), using a 22 factorial design, in order to investigate the effects on the permeate flow and quality of effluents generated at each operating condition. We evaluated the following quality indicators for permeate: pH, electrical conductivity, total suspended solids, turbidity, calcium and Chemical Oxygen Demand (COD). In all tests, we observed marked reduction in the permeate flux at the early stages, followed by a slow decline that lasted until it reaches a relatively constant level, around 120 minutes of filtration. The increased pressure resulted in a higher initial permeate flux, but the decrease of the flow with time is greater for tests at higher pressure, indicating a more pronounced fouling process. On the other hand, increasing the concentrate flow resulted in a slower decline in permeate flux with the filtration time. Regarding the quality of permeate, the transmembrane pressure of 0,5 bar was the one that allowed better results, and was statistically confirmed through the two-way ANOVA test with repeated measures, significant effect of pressure on the turbidity of the permeate. The concentrate flow, in turn, showed no significant influence on any of the quality parameters. Thus, we conclude that, from an economic and environmental point of view, it is more interesting to operate ultrafiltration membrane system with a lower concentrate flow associated with a low transmembrane pressure, since under these conditions will produce less waste, and the permeate will present lower concentrations of the analyzed constituent, especially lower turbidity.

Polarização da estrutura fundiária e mudanças no uso e na cobertura da terra na Amazônia

O objetivo deste artigo é apresentar a polarização da estrutura fundiária como uma expressão mais completa das dinâmicas fundiárias, do uso-cobertura da terra e, consequentemente, do meio rural na Amazônia do que modelos explicativos que enfatizam o êxodo rural e a consolidação de grandes estabelecimentos agropecuários. Os dados foram coletados em levantamento realizado no entorno de Santarém-PA, em 2003, nos locais de 587 lotes rurais selecionados aleatoriamente por amostragem estratificada de 5.086 lotes existentes em mapas da década de 1970. O georreferenciamento permitiu comparar a estrutura fundiária nos dois momentos e relacionar variáveis sociodemográficas e biofísicas dos estabelecimentos encontrados. Detectou-se concentração fundiária, corroborando o documentado por outros autores em outras porções da Amazônia. No entanto, a perspectiva adotada revela que a variação na estrutura fundiária não se limitou ao aparecimento de estabelecimentos maiores, com 200 hectares ou mais, mas se deu também pela divisão dos lotes originais em estabelecimentos com menos de cinco hectares, muitos das quais sem uso agropecuário, em contrapartida à redução de estabelecimentos entre cinco e 200 ha. As especificidades de cada grupo de estabelecimentos com relação ao uso-cobertura da terra e a distribuição da população chamam a atenção para a necessidade de se buscar modelos explicativos - seja da perspectiva socioeconômica, demográfica ou ambiental - que não se fixem exclusivamente em um único processo, grupo de pessoas ou de estabelecimentos.

Variabilidade espacial e sazonal da concentração de elementos-traço em sedimentos do sistema estuarino de Santos-Cubatão (SP)

Multi-element analyses of sediment samples from the Santos-Cubatão Estuarine System were carried out to investigate the spatial and seasonal variability of trace-element concentrations. The study area contains a rich mangrove ecosystem that is a habitat for tens of thousands of resident and migratory birds, some of them endangered globally. Enrichments of metals in fine-grained surface sediments are, in decreasing order, Hg, Mn, La, Ca, Sr, Cd, Zn, Pb, Ba, Cu, Cr, Fe, Nb, Y, Ni and Ga, relative to pre-industrial background levels. The maximum enrichment ranged from 49 (Hg) to 3.1 (Ga). Mercury concentrations were greater in the Cubatão river than in other sites, while the other elements showed greater concentrations in the Morrão river. Concentrations of Mn were significantly greater in winter and autumn than in summer and spring. However, other elements (e.g. Cd and Pb) showed the opposite, with greater concentrations in summer and spring. This study suggests that seasonal changes in physical and chemical conditions may affect the degree of sediment enrichment and therefore make the assessment of contamination difficult. Consequently, these processes need to be considered when assessing water quality and the potential contamination of biota.

Calibração da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para a estimativa da concentração da solução no solo

Time Domain Reflectometry (TDR) is a reliable method for in-situ measurements of the humidity and the solution concentration at the same soil volume. Accurate interpretation of electrical conductivity (and soil humidity) measurements may require a specific calibration curve. The primary goal of this work was to establish a calibration procedure for using TDR to estimate potassium nitrate concentrations (KNO3) in soil solution. An equation relating the electrical conductivity measured by TDR and KNO3 concentration was established enabling the use of TDR technique to estimate soil water content and nitrate concentration for efficient fertigation management.

Estimativa de bem-estar de frango de corte em função da concentração de amônia e grau de luminosidade no galpão de produção

Brazil is an important poultry meat export country, and large parts of its destination are countries with specific rearing restrictions related to broiler s welfare. One of the aerial pollutants mostly found in high concentrations in closed poultry housing environment is ammonia. There are evidences that broilers welfare may be compromised by the continuous exposition to this pollutant in rearing housing. This research aimed to estimate broilers welfare reared under specific thermal environmental attributes and bird s density, as function of the ammonia concentration and light intensity inside the housing environment using the Fuzzy Theory. Results showed that the best welfare value (0.89 in the scale: 0-1) approximately 90% of the ideal was found in the conditions that associated the ideal thermal environment, with bird s density between 13-15 birds m-2, with values of the ammonia concentration in the environment below 5 ppm, and light intensity near 1 lx. Using the predictive method it was possible to estimate broilers welfare with relation to the ammonia concentration and light intensity in the housing.

Polarização da cárie dentária em adolescentes, na região sudoeste do Estado de São Paulo, Brasil

A saúde bucal na maioria dos municípios brasileiros constitui ainda um grande desafio aos princípios doutrinários do SUS. Este estudo objetivou analisar a prevalência de cárie dentária (CPOD) e as diferenças quanto ao gênero e localização geográfica, Significant Caries Index (SiC) e a porcentagem de livres de cárie no município de Itaí, São Paulo, em 2006. Utilizou-se a metodologia da OMS (1997), em uma população constituída por 390; destes, 178 adolescentes aos 12 anos de idade e que correspondem a 46% dos adolescentes matriculados nas escolas do município. O exame foi realizado por um único examinador. O teste kappa foi calculado com valor de concordância de 0,95. O índice CPOD foi de 2, 45, o SiC de 5, 08, e 30% dos indivíduos se apresentaram livres de cárie. Observou-se que 34% dos adolescentes concentraram 70% da doença demonstrando a ocorrência da polarização da cárie dentária. Foram encontradas diferenças estatisticamente significantes na comparação do CPOD entre a localização geográfica e o mesmo não aconteceu com o gênero. Concluiu-se que está ocorrendo a polarização da cárie dentária em adolescentes, aos 12 anos, mas esta ocorrência não se apresenta de forma homogênea. Os problemas se intensificam em uma pequena parcela da população.

Utilização de um espectrógrafo de projeção como uma ferramenta para demonstrações sobre polarização da luz

This article describes the use of a projection spectrograph based on an overhead projector for use in classroom demonstrations on light polarization and optical activity. A simple adaptation on a previously developed apparatus allows illustrating several aspects of optical activity, such as circular and linear birefringence, including their wavelength dependence. Specifically, we use the projection spectrograph to demonstrate the optical activity of an aqueous solution of sugar (circular birefringence), of a quartz plate and of an overhead projector transparence film (linear birefringence). A historical survey about the optical activity discovery and the main principles involved is also presented.

Estudo comparativo de métodos para a determinação da concentração de carbono em solos com altos teores de Fe (Latossolos)

Soil organic matter (SOM) plays an important role in physical, chemical and biological properties of soil. Therefore, the amount of SOM is important for soil management for sustainable agriculture. The objective of this work was to evaluate the amount of SOM in oxisols by different methods and compare them, using principal component analysis, regarding their limitations. The methods used in this work were Walkley-Black, elemental analysis, total organic carbon (TOC) and thermogravimetry. According to our results, TOC and elemental analysis were the most satisfactory methods for carbon quantification, due to their better accuracy and reproducibility.

Estratégias de pré-concentração em eletroforese capilar: parte 2. Manipulação da velocidade da fase dispersa/secundária

This work describes CE preconcentration strategies based on the effect of manipulation of the disperse/secondary velocity. Introduced by Terabe et al. in 1984, micellar electrokinetic chromatography is a powerful separation approach that increases the usage of electrokinetic phenomena for the separation of nonionic compounds. The main disadvantage of MEKC is the low concentration sensitivity associated with the limited optical path length for on-capillary photometric detection and the limited volume of sample solution that can be injected. This paper compiles on-line concentration strategies for neutral analytes by sample stacking and sweeping in micellar electrokinetic chromatography.

Estratégias de pré-concentração em eletroforese capilar (CE): parte 1. Manipulação da velocidade eletroforética do analito

Capillary electrophoresis has become a well-established and routine-based separation technique. It is based on the differences between charged analyte mobility in aqueous or organic electrolytes. Its major limitation is the sensitivity due to small sample injection volumes and the narrow diameter of the capillaries, especially when UV detection is used. There are a number of ways to increase the concentration sensitivity. This report shows some on-line preconcentration strategies to perform it in free solution capillary electrophoresis that are based on manipulation of the analyte electrophoretic velocity during the sample introduction (stacking, field amplification and transient isotachophoresis).

Qualidade da água para consumo humano e concentração de fluoreto

O artigo visa analisar a concentração de fluoreto na água para consumo humano, considerando o balanço entre benefícios e riscos à saúde, e produzir subsídios para atualização da legislação brasileira. Estudos de revisão sistemática, documentos oficiais e dados meteorológicos foram examinados. As temperaturas nas capitais brasileiras indicam que o fluoreto deveria variar de 0,6 a 0,9 mg/L para prevenir cárie dentária. Concentração de fluoreto natural de 1,5 mg/L é tolerável para consumo no Brasil se não houver tecnologia de custo-benefício aceitável para ajuste/remoção do seu excesso. A ingestão diária de água com fluoreto em concentração > 0,9 mg/L representa risco à dentição em menores de oito anos de idade e os consumidores deveriam ser expressamente informados desse risco. Considerando a expansão do programa nacional de fluoretação da água para regiões de clima tipicamente tropical, deve-se revisar a Portaria 635/75, relacionada ao fluoreto adicionado às águas de abastecimento público.

Avaliação da deposição de colágeno após implante de fáscia lata e de gordura na prega vocal de coelho: estudo histomorfométrico

Vários materiais têm sido injetados ou inseridos em pregas vocais na tentativa de solucionar a incompetência glótica. Contudo, poucos são os estudos que avaliam o processo cicatricial decorrente da enxertia destes materiais. OBJETIVO: O objetivo desta pesquisa foi avaliar a concentração de colágeno após enxerto microcirúrgico de fáscia muscular e gordura na prega vocal de coelho FORMA DE ESTUDO: experimental MATERIAL E MÉTODO: Dezenove coelhos foram submetidos à inserção de enxerto na prega vocal direita, sendo nove de fáscia e dez de gordura. A prega vocal esquerda foi submetida ao mesmo procedimento, sem enxertia. Os coelhos foram sacrificados após 90 e 180 dias. O colágeno foi analisado morfometricamente através do método da Picrossírius-polarização com a utilização do software Image Pro Plus RESULTADOS: Houve aumento do colágeno em todos grupos enxertados quando comparados com o grupo controle. A concentração do colágeno encontrada nos coelhos submetidos a enxerto de gordura foi significativamente maior quando comparados à concentração do colágeno nos coelhos submetidos a enxerto de fáscia muscular, tanto com 90 quanto com 180 dias CONCLUSÃO: A enxertia de gordura e fáscia lata na prega vocal de coelho promoveu maior deposição de colágeno do que no grupo controle, sendo mais exuberante na inserção de gordura.

Estudo comparativo da concentração salivar do fator de crescimento epidérmico em indivíduos com laringite crônica por doença do refluxo gastroesofágica antes e após o tratamento: resultados preliminares

Os mecanismos fisiopatológicos do refluxo laringofaríngeo (RLF) são pouco conhecidos. O Fator de Crescimento Epidérmico (EGF) é a proteína de produção salivar com maior ação na regeneração do epitélio da orofaringe e tubo digestivo alto, tendo sido demonstradas deficiências em sua concentração salivar em indivíduos com RLF. OBJETIVO: Comparar a concentração salivar de EGF em um mesmo indivíduo com RLF antes e após o tratamento. MATERIAL E MÉTODO: Neste estudo prospectivo doze indivíduos com DRGE e RLF de moderada intensidade tiveram sua saliva espontânea coletada antes e após o tratamento e controle da doença. A concentração salivar de EGF foi estabelecida através de exame de ELISA (Quantikine ®). RESULTADOS: Onze pacientes eram do sexo feminino e um do sexo masculino, com idade média de 49 anos. A concentração salivar de EGF pré-tratamento foi de 2.867,6pg/mL e a pós-tratamento foi 1.588,5pg/mL, sendo esta diferença estatisticamente significante (p=0,015). DISCUSSÃO E CONCLUSÕES: Apesar de a concentração salivar de EGF ser maior nos indivíduos antes do tratamento, esta não consegue alcançar àquela de uma população normal (estabelecida previamente), o que sugere uma deficiência primária deste importante fator de defesa em indivíduos com RLF.