Comportamento de superfosfato simples contendo fosfato de ferro de baixa solubilidade em água em solos de várzea do Rio Grande do Sul

Algumas rochas utilizadas na produção de fertilizantes contêm impurezas de baixa solubilidade em água, destacando-se alguns fosfatos de Fe e Al, que poderiam ser aplicados em solos alagados, onde as reações de redução podem aumentar a solubilidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a liberação do P de fertilizantes contendo impurezas de fosfatos de Fe com baixa solubilidade em água em diferentes solos de várzea do Rio Grande do Sul (RS) sob condições de alagamento. Para realização do experimento foram utilizados seis solos de várzea (dois Gleisssolos, dois Planossolos e dois Chernossolos) de diferentes locais do Estado do Rio Grande do Sul, os quais foram acondicionados em vasos plásticos de 8 L. Cada solo recebeu duas fontes de P (superfosfato simples e superfosfato simples com resíduos de Fe) e uma testemunha sem adição de P, com três repetições. Nos tratamentos com P foram adicionados ao solo 100 mg kg-1 P no solo. Os solos foram alagados e mantidos, em delineamento inteiramente casualizado e três repetições, com uma lâmina de água de 5 cm de altura acima de sua superfície. A solução do solo foi coletada semanalmente, sendo medidos imediatamente o pH e o potencial redox (Eh); posteriormente, procedeu-se, em laboratório, à determinação dos teores de P e Fe. Os resultados mostram redução do Eh e aumento do pH e dos teores de Fe e P em solução para todos os solos. O teor de P na solução não diferiu quanto à fonte, mostrando que o superfosfato simples com impurezas de fosfato de Fe tem potencial de uso em solos de várzea do Rio Grande do Sul cultivados com arroz irrigado por alagamento, mesmo sem a solubilidade em água prevista na legislação brasileira.

Viscosidade de pasta, absorção de água e índice de solubilidade em água dos mingaus desidratados de arroz e soja

Foram estudadas viscosidade de pasta (VP), absorção de água (AA) e índice de solubilidade em água (ISA) dos mingaus desidratados elaborados com arroz e soja em diferentes proporções (100:0; 90:10; 80:20; 70:30; 60:40 e 50:50%), com finalidade de verificar a possibilidade de seus usos em produtos alimentícios. No processo para a obtenção de mingaus desidratados, utilizaram-se as etapas de processo de descascamento dos grãos de soja, branqueamento, desintegração de arroz e soja branqueados, homogeneização e secagem por atomização. Nas determinações, observou-se que houve aumento na temperatura de viscosidade máxima e no ISA, e uma diminuição na viscosidade máxima, na viscosidade mínima em temperatura constante, na viscosidade final no ciclo de resfriamento e na AA com o aumento das proporções de soja. Contudo, os valores numéricos para estas propriedades foram altos, sugerindo a possibilidade de uso dos mesmos como cereais matinais fortificados e alimentos infantis, ou como ingredientes para sua formulação, assim como em produtos cárneos e de panificação.

Absorção de gordura, solubilidade e propriedades espumantes dos extratos hidrossolúveis desidratados de arroz e soja

Foram estudadas absorção de gordura (AG), índice de solubilidade em água (ISA) e propriedades espumantes dos extratos hidrossolúveis desidratados elaborados com arroz e soja em diferentes proporções (100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50), com o objetivo de verificar a possibilidade de uso em produtos alimentícios. Os processos utilizados para a obtenção foram: maceração do arroz e da soja, desintegração, centrifugação, adição de ácido cítrico, fervura e secagem por atomização. Nas determinações, observou-se que houve um aumento na AG, no ISA e na sinérese de espuma, porém uma diminuição na expansão e no volume de espuma com o aumento das proporções de soja.

Extração de metais (K, Mg, Ba, Ca, Cr, Mn, Li, Fe) de água produzida utilizando sistema microemulsionado

The produced water is a byproduct formed due to production of petroleum and carries with it a high amount of contaminants such as oil particles in suspension, organic compounds and metals. Thus, these latter pollutants are very difficult to treat because of its high solubility in water. The objective of this work is to use and evaluate a microemulsioned system to remove metals ( K , Mg , Ba , Ca , Cr , Mn , Li , Fe ) of synthetic produced water. For the extraction of metals, it was used a pseudoternary diagram containing the following phases: synthetic produced water as the aqueous phase (AP), hexane as organic phase (OP), and a cosurfactant/surfactant ratio equal to four (C/S = 4) as the third phase, where the OCS (saponified coconut oil) was used as surfactant and n-butanol as cosurfactant. The synthetic produced water was prepared in a bench scale and the region of interest in the diagram for the removal of metals was determined by experimental design called. Ten points located in the phase Winsor II were selected in an area with a large amount of water and small amounts of reagents. The samples were analyzed in atomic absorption spectrometer, and the results were evaluated through a statistical assesment, allowing the efficiency analysis of the effects and their interactions. The results showed percentages of extraction above 90% for the metals manganese, iron, chromium, calcium, barium and magnesium, and around 45% for metals lithium and potassium. The optimal point for the simultaneous removal of metals was calculated using statistical artifact multiple response function (MR). This calculation showed that the point of greatest extraction of metals occurs was the J point, with the composition [72% AP, 9% OP, 19% C/S], obtaining a global extraction percentage about 80%. Considering the aspects analyzed, the microemulsioned system has shown itself to be an effective alternative in the extraction of metals on synthetic produced water remediation

Estratégias tecnológicas para aumento de solubilidade e diminuição de toxicidade do fármaco antifúngico anfotericina B

A Anfotericina B é o fármaco antifúngico referência desde a sua descoberta na década de 50 até os dias atuais para o tratamento de infecções fúngicas sistêmicas. O objetivo do trabalho é realizar uma revisão bibliográfica que forneça os sistemas de liberação comercializados e os que estão em estudo, focando estratégias tecnológicas que possam servir para resolver os problemas da baixa solubilidade em água e da alta nefrotoxicidade da Anfotericina B. A AmB é um fármaco que apresenta inexpressiva solubilidade em meio-aquoso, principalmente na região de pH dos fluídos biológicos (7,4–8,0), sendo administrado atualmente por via endovenosa. Justificando a importância desse estudo para a área farmacêutica, novos sistemas de liberação que usem a via oral, aumentarão a adesão por crianças e idosos, além de aumentar o arsenal terapêutico e diminuir os gastos com hospitalizações. Por ter a sua utilidade clínica limitada em razão de sua alta toxicidade, tem-se buscado direcionar a AmB especificamente para o fungo ou pelo menos para o local da infecção, mantendo-se longe o fármaco das células hospedeiras. Para isso, se busca diferentes veículos que não o desoxicolato (Fungizone). Por fim, as formulações lipídicas mostram-se com maior eficácia e com menor toxicidade comparadas a Anfotericina B-desoxicolato, mas não fazem parte da rotina hospitalar em razão do seu alto custo

Extração de metais (K, Mg, Ba, Ca, Cr, Mn, Li, Fe) de água produzida utilizando sistema microemulsionado

The produced water is a byproduct formed due to production of petroleum and carries with it a high amount of contaminants such as oil particles in suspension, organic compounds and metals. Thus, these latter pollutants are very difficult to treat because of its high solubility in water. The objective of this work is to use and evaluate a microemulsioned system to remove metals ( K , Mg , Ba , Ca , Cr , Mn , Li , Fe ) of synthetic produced water. For the extraction of metals, it was used a pseudoternary diagram containing the following phases: synthetic produced water as the aqueous phase (AP), hexane as organic phase (OP), and a cosurfactant/surfactant ratio equal to four (C/S = 4) as the third phase, where the OCS (saponified coconut oil) was used as surfactant and n-butanol as cosurfactant. The synthetic produced water was prepared in a bench scale and the region of interest in the diagram for the removal of metals was determined by experimental design called. Ten points located in the phase Winsor II were selected in an area with a large amount of water and small amounts of reagents. The samples were analyzed in atomic absorption spectrometer, and the results were evaluated through a statistical assesment, allowing the efficiency analysis of the effects and their interactions. The results showed percentages of extraction above 90% for the metals manganese, iron, chromium, calcium, barium and magnesium, and around 45% for metals lithium and potassium. The optimal point for the simultaneous removal of metals was calculated using statistical artifact multiple response function (MR). This calculation showed that the point of greatest extraction of metals occurs was the J point, with the composition [72% AP, 9% OP, 19% C/S], obtaining a global extraction percentage about 80%. Considering the aspects analyzed, the microemulsioned system has shown itself to be an effective alternative in the extraction of metals on synthetic produced water remediation

Desenvolvimento de quelantes macrocíclicos para complexação de iões metálicos de transição e lantanídeos com interesse em aplicações médicas

A investigação de novos compostos macrocíclicos tetraaza tem sido intensificada ao longo das últimas décadas, uma vez que estes estão entre os melhores ligandos para complexação de iões metálicos. Desta forma, tanto a síntese destes compostos, como as propriedades dos seus complexos com iões metálicos provocaram o seu crescente interesse em variadíssimas áreas, das quais são exemplo a medicina, a biologia, a catálise, e a química analítica. Procuram-se ligandos específicos para determinados iões metálicos, mas que ao mesmo tempo se preparem por processos de síntese simples e eficazes que permitam uma maior utilização ao nível industrial. Com este trabalho procurou-se dar continuidade aos estudos desenvolvidos nesta área desde 1980 pelo grupo de investigação onde me encontro inserida e assim obter ligandos novos com vista à formação de complexos com iões metálicos estáveis e aplicáveis ao nível da medicina e da farmacologia, com destaque para as aplicações relacionadas com o diagnóstico e a terapia de tumores. Assim, foram sintetizados quatro novos ligandos derivados de macrociclos tetraaza com 12 átomos no anel, dois deles com ponte cruzada curta tipo etano. A síntes baseou-se na funcionalização destes macrociclos com braços pendentes metilnitrofenol ou metilfenol, originando assim os seguintes compostos: cb-do2nph, do2nph, cb-do2ph e do do2ph. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por diversas técnicas analíticas. Os compostos cb-do2nph e do2nph mostraram reduzida solubilidade em água e em metanol:água, pelo que não foi possível a determinação de constantes por potenciometria. Preparam-se alguns complexos que se estudaram em solução por espectroscopia electrónica e no estado sólido por difracção de raios X. O composto do2ph só se obteve em pequena quantidade sem revelar a pureza necessária e, a sua síntese ainda terá de ser optimizada. Finalmente, o composto cb-do2ph foi sintetizado em quantidade suficiente para se poderem determinar as suas constantes de protonação e as constantes de estabilidade dos seus complexos com Cu 2+ e Zn 2+, pelo método potenciomátrico, em solução aquosa, à temperatura de 298,2 K e à força iónica 0,10M em N(CH 3)4NO3. Determinaram-se ainda por potenciometria as constantes de protonação bem como as constantes de estabilidade dos complexos com Mg2+, Cu2+, Zn 2+, Fe3+, Ga3+, In3+, Gd3+, do composto cbdbf-do2a, igualmente em solução aquosa, à temperatura de 298,2K e à força iónica 0,10M em N(CH 3)4NO3. Para ambos os compostos, cb-do2ph e cbdbf-do2a, recorreu-se a titulações por espectroscopia de RMN de 1H para a determinação da primeira constante, por esta ter um valor muito elevado (log K1 ≥ 14), ou seja, estes compostos comportaram-se como “esponjas de protão”. Para obter informações estruturais dos complexos de alguns ligandos com cobre (II) realizaram-se estudos por espectroscopia de absorção de UV-Vis e de RPE, tendo-se ainda obtido cristais de tamanho suficiente para a determinação de estruturas por difracção de raios X de alguns compostos e complexos de cobre (II) e Zinco(II).

Estudo do tratamento de águas contaminadas com tricloroetileno, usando ferro zerovalente

A tecnologia de barreiras reactivas é uma alternativa possível de ser implementada para tratamento de águas contaminadas com compostos organoclorados, nomeadamente o tricloroetileno (TCE). O recurso a ferro zerovalente (Fe0) como meio reactivo tem na actualidade inúmeras aplicações, tratando-se de uma reacção de desalogenação por mecanismo de oxidação-redução. Neste trabalho fizeram-se estudos em batch da reacção entre o Fe0 e o TCE de forma a conhecer os parâmetros cinéticos. A natureza e a área da superfície do ferro provaram ser determinantes na velocidade da reacção. Foi possível verificar que para o sistema ferro comercial / TCE a ordem da reacção é inferior a um, e a constante cinética da ordem de 10-2 Lm-2h-1. Para simular uma barreira reactiva, projectaram-se e construíram-se colunas, as quais foram cheias com areia e ferro depois de devidamente misturados, uma vez que se tratou da disposição a que corresponderam melhores eficiências de redução do TCE. Não foi possível estabelecer o mecanismo da reacção, nem conhecer os parâmetros cinéticos, pelas dificuldades experimentais encontradas na análise do TCE e pelo facto de se tratar de uma reacção muito lenta. A cromatografia gasosa com detector de ionização de chama provou ser o método mais apropriado para doseamento do TCE em águas contaminadas, nas condições usadas neste estudo. A elevada volatilização do TCE e a baixa solubilidade em água contribuíram para as dificuldades operacionais encontradas.

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

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

Utilização da Nanotecnologia para o desenvolvimento sustentável na indústria agro-alimentar

O crescimento populacional esperado para os próximos anos conduzirá à necessidade de aumentar a produção agrícola de modo a satisfazer o aumento da procura. Nos últimos anos tem-se assistido a uma evolução tecnológica nos sistemas de produção que tem permitido aumentar a produtividade agrícola, por vezes à custa de elevados consumos de energia e com práticas nem sempre ambientalmente corretas. Os desafios que se colocam atualmente são no sentido de melhorar a conservação de recursos escassos, como o solo e a água, de aumentar a eficiência de uso de fatores de produção, de encontrar novas culturas, do desenvolvimento da biotecnologia, da diminuição dos consumos energéticos e de melhorar ainda mais as tecnologias associadas à produção. De maneira a responder aos desafios emergentes da procura por alimentos, da escassez de terrenos agrícolas aráveis bem como da existência de pragas de insetos e de ervas daninhas, os pesticidas tem vindo a ser usados com maior frequência, tendo-se assistido a uma contaminação dos solos e águas subterrâneas, causando deste modo um risco para a saúde dos seres vivos. Neste sentido, vários fabricantes de pesticidas estão a desenvolver novas formulações contendo pesticidas encapsulados em nanopartículas como modo de aumentar a sua solubilidade em água, biodisponibilidade, volatilidade, estabilidade e eficácia. tendo por objetivo um desenvolvimento sustentável. Neste trabalho, procedeu-se ao estudo do encapsulamento do herbicida Oxadiargil (5-terc-butil-3-[2,4-dicloro-5-(2-propiniloxi)fenil]-1,3,4-oxadiazol-2(3H)-ona) com a 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD). O estudo da formação do complexo de inclusão Oxadiargil - HP-β-CD foi realizado em diferentes meios, água desionizada, tampão acetato pH = 3,46 e pH = 5,34 e tampão fosfato pH = 7,45, com o objetivo de determinar e comparar a sua constante de estabilidade. Verificou-se, em qualquer dos casos, a ocorrência de uma relação linear entre o aumento da solubilidade do Oxadiargil e o aumento da concentração de HP-β-CD, com um declive inferior a um, o que indicia a formação de um complexo na proporção estequiométrica de 1:1. Os resultados obtidos permitiram concluir que o processo de complexação Oxadiargil - HP-β-CD não é muito influenciado pela constituição e pelo pH do meio. De facto, as constantes de estabilidade obtidas para a água desionizada e soluções-tampão pH = 3,46, pH = 5,34 e pH = 7,45 foram de 919 ± 25, 685 ± 13, 623 ± 17 e 753 ± 9, respetivamente. A solubilidade do complexo obtido nos estudos realizados, em diferentes meios, é cerca de 23 a 32 vezes superior à observada para o Oxadiargil livre. De forma a caracterizar o complexo Oxadiargil - HP-β-CD procedeu-se à sua síntese utilizando o método de “kneading”. O composto obtido foi caracterizado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) tendo-se confirmado a formação de um complexo de inclusão na proporção estequiométrica de 1:1. O complexo obtido é mais solúvel e porventura mais estável quimicamente. O encapsulamento permite uma redução da aplicação dos pesticidas diminuindo assim os custos e o impacto negativo no ambiente. Com a nanotecnologia é possível a libertação controlada dos pesticidas, aumentando a sua eficácia e fornecendo os meios necessários para um desenvolvimento sustentável.

Desenvolvimento de fármacos: melhoria do desempenho de princípios farmacologicamente ativos por síntese supramolecular

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Bioorgânica

Development and characterization of lipid-based nanosystems for controlled release of bioactive compounds

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

Avaliação do fósforo em fertilizantes através da solução de ácido cítrico a 2%: técnicas de extração

Neste trabalho estudou-se o comportamento da solução de ácido cítrico a 2% quando aplicada na avaliação do fósforo em fertilizantes fosfatados simples solúveis em água e em misturas contendo fosfatos insoluveis em água, efetuando-se a extração sob duas condições: diretamente na amostra e, portanto, em presença dos componentes solúveis em água e após a extração dos componentes solúveis em água, à semelhança da técnica de extração classicamente estabelecida para a solução de citrato de amônio. Os resultados, comparados entre si e com os obtidos pelo critério da solubilidade em água e em solução de citrato de amônio, permitiram concluir que a extração cítrica efetuada diretamente na amostra e na relação 1:100 é afetada pela presença dos componentes solúveis em água; a fração insolúvel em água dos fertilizantes fosfatados simples solúveis em água apresentou maior solubilidade na solução de citrato de amônio e menor na solução de ácido cítrico com extração direta; a fração insolúvel em água das misturas de fertilizantes contendo rocha fosfatada apresentaram maior solubilidade na solução de ácido cítrico com extração efetuada após a eliminação dos componentes solúveis em água. A mistura que continha farinha de ossos degelatinados apresentou solubilidade semelhante nas três técnicas de extração estudadas.

Dispersões Aquosas de Poliuretano como Material Base para o Desenvolvimento de Sistemas de Libertação Controlada de Cetoprofeno

O cetoprofeno (ácido 2-(3-benzoilfenil) propiónico) é um anti-inflamatório não esteroidal (AINE) utilizado no tratamento de uma grande variedade de doenças inflamatórias agudas e crónicas incluindo a artrite reumatoide, osteoartrite e espondilite anquilosante. A sua administração oral prolongada está associada a diversas reações gastrointestinais, tais como irritações e ulcerações. Neste contexto, é importante desenvolver sistemas alternati-vos, nomeadamente sistemas de libertação controlada para administração oral, transdér-mica ou intradérmica. Este trabalho tem como objetivo testar a possibilidade de utilização de dispersões aquosas de poliuretano (PUDs) como material de suporte para a produção de sistemas de liberta-ção controlada de cetoprofeno. Numa primeira etapa, foram sintetizadas PUDs de base poliéster (policaprolactona, PCL) e poliéter (polipropileno-glicol, PPG) utilizando o méto-do de pré-polímero modificado. As dispersões obtidas foram caracterizadas em termos de pH, viscosidade, teor de sólidos e tamanho de partícula. Numa segunda etapa, foi testada a incorporação do cetoprofeno nas PDUs produzidas utilizando duas estratégias para incre-mentar a sua solubilidade em água: (i) utilização de um co-solvente (acetona, DMSO e HYD) e (ii) utilização de um surfactante não iónico (Tween 80). A incorporação foi testada para teores de 5% e 10% (razão fármaco/polímero, m/m). Os filmes produzidos pelo méto-do da evaporação do solvente foram avaliados quanto à sua homogeneidade e caracteriza-dos por FTIR e DSC. Numa terceira fase realizaram-se estudos de libertação em tampão de fosfato salino (PBS) de pH 7.5 tendo como objetivo avaliar a viabilidade de desenvolvimen-to de diferentes tipologias de dispositivos dependendo de um compromisso entre as pro-priedades dos filmes e o comportamento de libertação. Os resultados obtidos podem ajudar na seleção do material de base mais adequado para um determinado fim. Adicionalmente, e mais importante, comprovou-se a viabilidade de utilizar PUDs como material base para o desenvolvimento de sistemas de libertação con-trolada, utilizando como exemplo o cetoprofeno. A avaliação da toxicidade e da atividade anti-inflamatória dos filmes produzidos foi considerada estando em curso neste momento no grupo do Professor Armando Cunha Júnior.

Mobilidade de íons em solo ácido com aplicação de calcário, ácido orgânico e material vegetal em superfície

Há controvérsias quanto à eficiência da correção da acidez da camada subsuperficial pela aplicação de calcário na presença de materiais vegetais de plantas de cobertura e faltam informações sobre os mecanismos envolvidos no processo. O objetivo deste estudo foi quantificar a contribuição dos materiais vegetais de plantas de cobertura, com ênfase nos seus conteúdos de ácidos orgânicos de baixa massa molar e nutrientes solúveis, sobre a mobilização, no perfil do solo, dos produtos da dissolução do calcário aplicado em superfície. Foram desenvolvidos dois experimentos em laboratório, usando colunas de PVC de 30 cm de altura com amostras deformadas de um Latossolo Vermelho textura muito argilosa. Os tratamentos constituíram-se da aplicação isolada ou conjunta de calcário para atingir 80 % de saturação por bases (6,1 t ha-1) e de materiais vegetais (20 t ha-1) de nabo forrageiro e aveia-preta, bem como de soluções de ácidos orgânicos e sais neutros aproximadamente equivalentes ao conteúdo dessas espécies. A calagem isolada ou em associação com os materiais vegetais promoveu a redução da acidez somente na camada superficial (0-8 cm). A baixa taxa de recuperação dos ácidos orgânicos adicionados (< 7,2 %) indica que essas substâncias presentes na massa seca do nabo forrageiro foram rapidamente degradadas por microrganismos ou adsorvidas aos colóides do solo, tendo pouca influência na mobilização de cátions. Parte substancial do efeito sobre a mobilização de íons pela aplicação de material vegetal de nabo forrageiro se deveu à composição química do material, em vista da alta solubilidade em água dos cátions (65 a 71 %) e ânions (84 %). Além disso, a solução de sais foi o tratamento mais eficiente para deslocar o Al do solo para as soluções percoladas. A adição de materiais vegetais teve pouca influência na mobilização no perfil do solo dos produtos da dissolução do calcário aplicado em superfície.