A caracterização das propriedades visco-elástico-plásticas dos materiais asfálticos são importantes para uma melhor compreensão do comportamento mecânico e performance de pavimentos. O módulo complexo visa caracterizar as propriedades viscoelásticas lineares do material presente no campo das pequenas deformações. O ensaio para obtenção do módulo dinâmico pode ser realizado a partir de um carregamento senoidal uniaxial de compressão com frequências que podem variar de 0,1Hz a 25Hz e com temperaturas de -10°C a 54°C. O valor absoluto do módulo complexo é conhecido como módulo dinâmico |E*|, que pode ser definido como uma relação entre a amplitude de tensão e a amplitude de deformação. Já, a defasagem entre a tensão e a deformação é conhecida como ângulo de fase, que é um indicador das propriedades viscosas do material. Esta dissertação possuiu como objetivo caracterizar as propriedades viscoelásticas das misturas asfálticas quentes e mornas comumente utilizadas no Rio Grande do Sul, utilizando um aditivo surfactante para as misturas mornas. Para tanto foram dosadas 4 misturas asfálticas com agregados basálticos e os ligantes CAP 50/70, AMP 60/85, AB8 e CAP TLA e obtidos os parâmetros de adesividade e resistência dessas misturas quentes e mornas. Para a realização do ensaio de módulo dinâmico foi realizado uma revisão bibliográfica sobre os procedimentos de ensaio e análise de dados, posteriormente, foi adotada a metodologia adequada para os ensaios. Os mesmos foram realizados utilizando uma prensa universal MTS e a análise dos dados foi realizada com o auxílio das ferramentas do Microsoft Excel. Através do estudo foi possível concluir que as misturas com ligante convencional possuem um comportamento similar entre a mistura convencional e a morna. O mesmo não ocorre nas misturas com ligante modificado, onde ocorre uma alteração tanto da fase viscosa como da elástica, sendo esse efeito mais predominante nas misturas modificadas por polímero. / The characterization of the viscoelastic-plastic properties of asphaltic materials are important for a better understanding of the pavements’ mechanical behavior and performance. The complex module aims to characterize as linear viscoelastic properties of the material present in the field of small deformations. The assay for obtaining the dynamic modulus can be performed from a compression uniaxial sinusoidal loading with frequencies ranging from 0.1Hz to 25Hz and temperatures from -10 °C to 54 °C. The absolute value of the complex modulus is known as dynamic module | E * |, which is defined as a relation between a stress amplitude and a strain amplitude. Already, a discrepancy between stress and strain is known as phase angle, which is an indicator of the viscous properties of the material. This dissertation aimed to characterize as viscoelastic properties of hot and warm asphalt mixtures commonly used in Rio Grande do Sul, using a surfactant additive for warm mixtures. In order to do so, four asphalt concrete mixes - composed with the basalt aggregates and binders CAP 50/70, AMP 60/85, AB 8 and CAP TLA – were designed. In addition, the parameters of adhesiveness and resistance to hot and warm mixtures were obtained. For a dynamic modulus test, a literature review was performed about the data analysis and test procedure, and a suitable methodology for testing was subsequently adopted. The tests were realized with an universal testing machine of MTS and the data analysis were performed by means of the Microsoft Excel tools. Through the study it was possible to conclude that mixtures with conventional binder presented similar behavior between a conventional and a warm mixture. The same does not occur in mixtures with modified binder, where a change in both the viscous and the elastic phases occurs, and this effect is more predominant in the polymer modified mixtures.

Este trabalho investiga a obtenção de nanopartículas (NP) de óxido de ferro por coprecipitação, sua estabilização com surfactantes e caracterização quanto à morfologia e comportamento magnético. Atualmente, as NP estão sendo amplamente utilizadas para aplicações biomédicas, tais como contraste em imagens médicas e sistema de distribuição de drogas. Na síntese das NP foram investigados, parâmetros como a temperatura da reação, o pH da solução e a velocidade de agitação. O estudo da estabilidade comparou dois diferentes surfactantes: o ácido oleico (AO) e o polietileno glicol (PEG). As NP obtidas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), e quanto à sua morfologia por microscopia eletrônica por varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), a qual também proporcionou uma distribuição de tamanho de partículas, com variação entre 5 nm e 10,23 nm. A interação entre o óxido de ferro e seus revestimentos foi caracterizada por espectrocopia no infravermelho (FTIR) e espectrocopia Raman. O comportamento magnético das NP foi caracterizado por magnetometria de gradiente de força alternada (AGFM) e espectroscopia Mössbauer. Os resultados revelaram que as NP de óxido de ferro são tipicamente constituídas por magnetita ( ) revestida com AO e PEG e com um tamanho médio de cristalito entre 4,6 e 19,2 nm, calculado através da equação de Scherrer. O AGFM mostrou que as propriedades magnéticas das partículas foram mais eficientes para as NP com revestimento, do que com as NP sem revestimento, e o valor de magnetização de saturação (M) para a revestida com PEG foi maior quando comparado com a revestida com AO. A espectroscopia Mössbauer foi utilizada para confirmação do óxido de ferro como , para estimar tamanho de partícula quando os espectros são medidos a baixa temperatura e para análise do comportamento superparamagnético das partículas. / This work investigates the obtained nanoparticles (NP) iron oxide by coprecipitation stabilization with surfactants and characterize the morphology and magnetic behavior. Currently, the NP are being widely used for biomedical applications such as contrast in medical imaging and drug delivery system. In the synthesis of NP were investigated parameters such as the reaction temperature, the pH and stirring speed. The stability study compared two different surfactants: oleic acid (OA) and polyethylene glycol (PEG). The NP were characterized by X-ray diffraction (XRD), and morphologically by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), which also provided a distribution of particle size, ranging from 5 nm and 10.23 nm. The interaction between the iron oxide and their coatings was characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. The magnetic behavior of NP was characterized by magnetometry alternating gradient force (AGFM) and Mössbauer spectroscopy. The results show that the NP iron oxide are typically comprised of magnetite ( ) coated with PEG and AO and a crystallite size between 4.6 and 19.2 nm calculated by the Scherrer equation. The AGFM showed that the magnetic properties of the particles were more efficient for the NP uncoated than to NP coated, and the value of saturation magnetization (M) to coated with PEG was higher when compared to coated AO. Mössbauer spectroscopy was used to confirm the iron oxide as , to estimate the size of particle where the spectra are measured at low temperature and to analyze the behavior of superparamagnetic particles.

Esse trabalho apresenta um estudo experimental de agregação da Acridina Laranja (AL) em solução aquosa homogênea e na sua interação com o surfactante Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). Este estudo foi realizado com o objetivo de definir estruturas e características temporais de formação de agregados de compostos orgânicos com sistema desenvolvido de conjugação-, usados como fotossensibilizadores e marcadores de estruturas biológicas, em sua interação com nanoestruturas heterogêneas. A informação sobre as características de agregação de fotossensibilizadores é importante devido à influência deste processo na eficácia de suas aplicações práticas, em particular na biologia e medicina. A AL foi escolhida como modelo devido aos seguintes motivos: AL é um composto bem conhecido e várias de suas características já estão bem estabelecidas na literatura; Possui alto rendimento quântico de fluorescência, alta fotoatividade, alta afinidade com estruturas biológicas (membrana celular, DNA e RNA, em particular), por isso a AL é amplamente usada como marcador fluorescente e fotossensibilizador em fototerapia; AL possui a tendência de formar agregados em solução aquosa; A agregação da AL modifica seus espectros de absorção e de fluorescência, diminui o tempo de vida e o rendimento quântico de seus estados excitados. Isso a torna um modelo útil para o estudo do fenômeno da agregação. Foram analisados os espectros de absorção óptica, de fluorescência e de espalhamento ressonante da luz em regime estático e em função do tempo, como também o espalhamento dinâmico da luz para várias concentrações de AL e de SDS. Observamos que: em soluções aquosas a AL forma agregados tipo H; O aumento da concentração de AL em soluções homogêneas induz o aumento do número de agregação; A presença do sal estimula a agregação devido à diminuição da repulsão eletrostática entre as moléculas de AL; O SDS em concentrações acima de 60uM estimula a agregação da AL induzindo a formação de agregados mistos nAL+mSDS; A estrutura dos agregados nAL+mSDS é flexível e instável; Os agregados mistos possuem uma dinâmica de transformações caracterizada por quatro componentes, a primeira com tempo característico < 36 s e os outros três com tempos que variam de minutos até algumas horas; A agregação diminui a intensidade da fluorescência da AL e aumenta a intensidade do ERL; Em altas concentrações o SDS diminui o número de agregação da AL chegando finalmente à sua forma monomérica ligada com os agregados e/ou micelas de SDS; Se comparado com a AL em solução aquosa homogênea, a ligação de monômeros da AL com micelas de SDS aumenta a intensidade da sua fluorescência; O estudo demonstra que a agregação afeta a eficácia dos fotossensibilizadores em aplicações. Tal fato deve ser tomado em consideração, especialmente devido à sua dinâmica prolongada, pois as características dos fotossensibilizadores se modificam continuamente durante o seu uso. / In this work we present an experimental study of Acridine Orange (AO) aggregation in homogeneous aqueous solutions and its interaction with a surfactant Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). The objective of this study was to define the structure and temporal characteristics of aggregates of organic compounds with developed-conjugated system, used as photosensitizers and probes of biological structures, in its interaction with heterogeneous nano-structures. The information on photosensitizer aggregation characteristics is important as this process would affect its efficiency in practical applications, in biology and medicine, in particular. AO was chosen as a model for the following reasons: AO is a known compound with various characteristics well described in literature; AO has a high fluorescence quantum yield, high photoactivity, high affinity to biological structures (cell membrane, DNA and RNA, in particular), therefore, AO is widely used as a fluorescent marker and a photosensitizer in phototherapy; AO possesses a tendency to aggregate in aqueous solution. The aggregation of AO modifies essentially its absorption and fluorescence spectra, decreases the lifetime and quantum yield of its excited states. This makes AO a suitable model for studying the aggregation phenomenon. We have analyzed optical absorption, fluorescence and resonant light scattering spectra in the static mode and as a function of time as well as the dynamic light scattering for various AL and SDS concentrations. It was found that: in aqueous solutions AO forms H aggregates; The increase in concentration of AO in homogeneous solutions induces an increase in its aggregation number; The presence of salt stimulates aggregation due to decrease of electrostatic repulsion between AO molecules; The SDS concentrations above 60 M stimulate AO aggregation inducing the formation of mixed nAL + mSDS aggregates; Mixed nAL + mSDS aggregates are characterized by flexibility and instability; Transformation dynamics of the mixed aggregates is characterized by four components, the first one with a characteristic time <36 and the other three with times ranging from minutes to several hours; AO aggregation in a solution decreases its fluorescence and increases the resonant light scattering intensities; SDS at high concentrations reduces AO aggregation number until its monomeric form bound with SDS aggregates and / or micelles; AO monomers bound with SDS micelles possess higher fluorescence intensity as compared with that in homogeneous aqueous solutions. Our research shows that aggregation modifies efficacy of photosensitizers at their application. This has always to be considered especially due to its prolonged dynamics as the photosensitizer characteristics are modifying continuously during its application.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-10T14:58:05Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabiana Dias Lopes - 2018.PDF: 5144650 bytes, checksum: e26937e82c98a8ad97b968f19bfaccef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-10T15:00:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabiana Dias Lopes - 2018.PDF: 5144650 bytes, checksum: e26937e82c98a8ad97b968f19bfaccef (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-10T15:00:23Z (GMT). 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H is able to inhibit the enzyme 5-enolpyruvoylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), an enzyme present in plants, but absent in animals. 5-enolpyruvyl-xykimate-3-phosphate synthase (Gly) and RTR are quite toxic to animals, but some studies suggest that the toxicity is related to the surfactants, as well as the POEA-polyoxyethyleneamine present in the commercial formulation of RTR In this study we evaluated the toxic effect of the herbicide Gly, the POEA adjuvant and the RTR, through the acute exposure on D. rerio embryos. The embryos were exposed and evaluated in a 24-well plate for up to 96 hours observing their vital and developmental parameters through the Leica AZ microscope. The embryotoxic activity on D. rerio of the compounds (RTR, Gly and POEA) is of the concentration-time dependent type. The RTR was the most embryotoxic, presenting LC50 / 24h were 44.6 times higher than Gly and 6 times higher than POEA. All compounds led to changes in eye formation and presence of pericardial edema at concentrations chosen as sub-lethal; 3.75, 30 and 25 μg / mL, respectively, for RTR, Gly and POEA for up to 96 hours. Heart rate analysis (beats per minute - bpm) showed embryotoxicity for the compounds tested. Exposure to RTR showed a decrease of bpm at the 24 and 48 h times for the concentrations of 7.5 and 3.75 μg / mL. At 96 h the concentrations of 3.75 and 1.875 μg / mL were equally significant. Gly had an effect on bpms with difference only at 24 and 48h times, most evident at concentrations of 120 and 60 μg / mL. The POEA, unlike Gly, presented a change in bpm at 48 and 72 h for the concentrations of 50, 25 and 12.5 μg / mL. The morphological changes observed were pericardial edema, spinal curvature, which, with advancing exposure, especially in sub-lethal concentrations, intensified; and associations such as hatching delay and death arose. Finally, the results showed high toxicity of RTR compared to Gly and POEA and a great concern for human health, using the experimental model D. rerio. / O Brasil vem ocupando uma posição de destaque no agronegócio desde 2008, considerado um dos maiores consumidores de agrotóxicos do mundo. Dentre estes, os herbicidas a base de Gly (HGLY) tem sido os herbicidas mais utilizados. O HGLY é capaz de inibir a enzima 5-enolpiruvoil-xikimato-3-fosfato sintase (EPSPS), enzima presente nas plantas, porém ausente nos animais. O HGLY Roundup Transorb® (RTR) vem apresentando grandes efeitos tóxicos e sua ação sobre diferentes organismos apontam para a inibição da enzima acetilcolinesterase em animais. Estudos sugerem que o Gly (Gly) e RTR são bastante tóxicos para os animais, porém alguns estudos sugerem que a toxidade esteja relacionada com os surfactantes, tal como o POEA – poli-oxietilenoamina, presentes na formulação comercial de RTR. Neste estudo avaliamos o efeito tóxico do herbicida Gly, do surfactante POEA e de RTR, através do teste de embriotoxidade com o Zebrafish, Danio rerio. Os embriões foram expostos e avaliados em placa de 24 poços por um período de até 96 horas observando seus parâmetros vitais e de desenvolvimento através do microscópio Leica AZ. A atividade embriotóxica observada sobre D. rerio dos compostos (RTR, Gly e POEA) demonstrou ser concentração e tempo dependente. O RTR foi o mais embriotóxico apresentando CL50 24h 44,6 vezes maior que o Gly e 6 vezes maior que POEA. Todos os compostos levaram a alterações na formação dos olhos e presença de edema de pericárdio, nas concentrações eleitas como sub-letais; 3,75, 30 e 25 µg/mL, para respectivamente RTR, Gly e POEA, em período de até 96h. A análise da taxa de batimentos cardíacos (batimentos por minuto - bpm) evidenciou embriotoxidade para os compostos expostos. A exposição ao RTR apresentou diminuição dos bpm nos tempos de 24 e 48 h para as concentrações de 7,5 e 3,75 µg/mL. No tempo de 96h as concentrações de 3,75 e 1,87 µg/mL, foram igualmente significativas. O Gly apresentou efeito sobre os bpms com diferença somente nos tempos de 24 e 48h, de modo mais evidente nas concentrações de 120 e 60 µg/mL. O POEA, diferentemente do Gly, apresentou alteração no bpm nos tempos de 48 e 72 h para as concentrações de 50, 25 e 12,5 µg/mL. As alterações morfológicas observadas foram edemas de pericárdio, curvatura espinhal, que com o avançar da exposição, em especial em concentrações sub-letais, se intensificaram; com o surgimento de associações como retardo de eclosão e morte. É possível que os resultados obtidos quanto a taxa de batimentos cardíacos e mortalidade de embriões e larvas de D. rerio com RTR sejam o resultado sinérgico de Gly e POEA, demonstrando grande preocupação para a saúde humana e ambiental, utilizando o modelo experimental D. rerio.

Neste trabalho foram obtidos filmes de óxido de tungstênio pelo método sol-gel modificado, tendo como precursor o tungstato de sódio dihidratado (Na2WO4.2H2O) e como agente estruturante o surfactante cloreto de dodeciltrimetilamônio (DTAC). O comportamento dos sistemas em meio aquoso foi avaliado por medidas de pH, condutividade e viscosidade. Foram avaliadas duas metodologias de obtenção dos filmes de óxido de tungstênio: a primeira consistiu na obtenção de filmes de tungstato de sódio, através de sistemas contendo 10 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O em diferentes concentrações de DTAC, por casting, e conversão do tungstato de sódio a óxido de tungstênio pela acidificação dos filmes; a segunda metodologia consistiu na conversão dos sistemas aquosos contendo 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, em diferentes concentrações de DTAC, em ácido tungstico, obtenção dos filmes por spin coating e, calcinação em presença de ar. Os filmes foram obtidos em substratos de silício (100) recobertos com dióxido de silício e avaliados por Difração de Raios-X, Espectrometria de retroespalhamento Rutherford, Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura e ensaios fotocatalíticos. As alterações na concentração precursor e agente estruturante não afetaram significativamente o pH e a viscosidade dos sistemas precursores. A determinação da concentração micelar crítica (cmc) do DTAC, obtida através da condutividade, foi de 13 mmol.L-1 e 9,88 mmol.L-1 para os sistemas contendo 10 e 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, respectivamente. Em ambas metodologias o produto final foi o óxido de tungstênio em forma de disco e placas. As espessuras dos filmes obtidos na primeira metodologia variaram de 4 a 5 μm e as estruturas tiveram diâmetros médios de 4,37 μm e 114 nm. Na segunda metodologia as espessuras foram de 0,5-1,0 μm e as estruturas obtidas tiveram diâmetros médios em torno de 95-103 nm. Os filmes obtidos apresentaram atividade fotocatalítica, uma vez que duplicaram a velocidade da reação de degradação do corante alaranjado de metila em relação ao sistema sem o filme. / In this work tungsten oxide films have been obtained bymodified sol-gel method, with sodium tungstate dehydrate (Na2WO4.2H2O) as the precursor and the cationic surfactant dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC) as structuring agent.The behavior in aqueous media of precursor/structuring agent systems was characterized by pH, conductivity and viscosity measurements. Two methods for obtaining tungsten oxide films were evaluated: the first consisted in obtaining sodium tungstate films from the systems containing 10 mmol.L-1 of Na2WO4.2H2O at different DTAC concentrations, by casting, converting the sodium tungstate to tungsten oxide; the second method consisted in the conversion of the aqueous systems containing 20 mmol.L-1 of Na2WO4.2H2O at different DTAC concentrations to tungstic acid, obtaining the films by spin coating and, posteriorly, calcination in the presence of air. The films were obtained on silicon substrate (100) with a 50 nm layer of silicon dioxide and were characterized by X-ray diffraction, Rutherford backscattering spectrometry, Raman spectroscopy, Scanning Electron Microscopy and photocatalytic tests. The precursor concentration and structuring agent do not affect significantly the pH and the viscosity of the precursor systems in aqueous media.The values of critical micelle concentration (CMC) of DTAC, obtained by the conductivity, were of13 mmol.L-1 and 9,88 mmol.L-1, for the systems containing 10 and 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, respectively.In both adopted methods the final product is the tungsten oxide, with nano and micrometric structures in the form of discs and plates. The thickness of the films obtained in the first method varied from 4 to 5 μm and the structures presented an average diameter around 4,37 μm and 114 nm. The thickness of the films obtained with the second methodvariedfrom0,5to 1 μm and the structures presented an average diameter from 95 to103 nm.The obtained tungsten oxide films presented photocatalytic activity, since doubled the reaction rate of methyl orange dye degradation with respect to the system without the film.

Este trabalho investiga a obtenção de nanopartículas (NP) de óxido de ferro por coprecipitação, sua estabilização com surfactantes e caracterização quanto à morfologia e comportamento magnético. Atualmente, as NP estão sendo amplamente utilizadas para aplicações biomédicas, tais como contraste em imagens médicas e sistema de distribuição de drogas. Na síntese das NP foram investigados, parâmetros como a temperatura da reação, o pH da solução e a velocidade de agitação. O estudo da estabilidade comparou dois diferentes surfactantes: o ácido oleico (AO) e o polietileno glicol (PEG). As NP obtidas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), e quanto à sua morfologia por microscopia eletrônica por varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), a qual também proporcionou uma distribuição de tamanho de partículas, com variação entre 5 nm e 10,23 nm. A interação entre o óxido de ferro e seus revestimentos foi caracterizada por espectrocopia no infravermelho (FTIR) e espectrocopia Raman. O comportamento magnético das NP foi caracterizado por magnetometria de gradiente de força alternada (AGFM) e espectroscopia Mössbauer. Os resultados revelaram que as NP de óxido de ferro são tipicamente constituídas por magnetita ( ) revestida com AO e PEG e com um tamanho médio de cristalito entre 4,6 e 19,2 nm, calculado através da equação de Scherrer. O AGFM mostrou que as propriedades magnéticas das partículas foram mais eficientes para as NP com revestimento, do que com as NP sem revestimento, e o valor de magnetização de saturação (M) para a revestida com PEG foi maior quando comparado com a revestida com AO. A espectroscopia Mössbauer foi utilizada para confirmação do óxido de ferro como , para estimar tamanho de partícula quando os espectros são medidos a baixa temperatura e para análise do comportamento superparamagnético das partículas. / This work investigates the obtained nanoparticles (NP) iron oxide by coprecipitation stabilization with surfactants and characterize the morphology and magnetic behavior. Currently, the NP are being widely used for biomedical applications such as contrast in medical imaging and drug delivery system. In the synthesis of NP were investigated parameters such as the reaction temperature, the pH and stirring speed. The stability study compared two different surfactants: oleic acid (OA) and polyethylene glycol (PEG). The NP were characterized by X-ray diffraction (XRD), and morphologically by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), which also provided a distribution of particle size, ranging from 5 nm and 10.23 nm. The interaction between the iron oxide and their coatings was characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. The magnetic behavior of NP was characterized by magnetometry alternating gradient force (AGFM) and Mössbauer spectroscopy. The results show that the NP iron oxide are typically comprised of magnetite ( ) coated with PEG and AO and a crystallite size between 4.6 and 19.2 nm calculated by the Scherrer equation. The AGFM showed that the magnetic properties of the particles were more efficient for the NP uncoated than to NP coated, and the value of saturation magnetization (M) to coated with PEG was higher when compared to coated AO. Mössbauer spectroscopy was used to confirm the iron oxide as , to estimate the size of particle where the spectra are measured at low temperature and to analyze the behavior of superparamagnetic particles.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-07-01T14:17:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Versão em PDF.pdf: 1393964 bytes, checksum: 9f6914af2635718fc925ce4690531587 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-01T14:17:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Versão em PDF.pdf: 1393964 bytes, checksum: 9f6914af2635718fc925ce4690531587 (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / CAPES / O LAS é um tensoativo usado na fabricação de produtos de limpeza, sendo sua degradação no tratamento aeróbio altamente eficaz. Todavia, em ambientes anaeróbios, sua biodegradação depende de vários fatores, como a composição e concentração de alguns compostos dos esgotos. Por isso, as eficiências de degradação do LAS neste ambiente são distintas, variando de 0 a 78%. No Brasil, devido a uma carência na área do saneamento, alternativas mais baratas para o tratamento de esgoto estão sendo amplamente utilizadas. Os reatores anaeróbios do tipo UASB são um exemplo destas alternativas, devido a sua alta eficiência de remoção de matéria orgânica. Entretanto, atualmente em uma estação de tratamento de esgoto, o objetivo não é apenas a matéria orgânica de fácil degradação, mas também compostos recalcitrantes e nutrientes. Este trabalho teve como objetivo aplicar em um reator contínuo, alimentado com esgoto real, um modelo de otimização, realizado em laboratório com regime em batelada, para verificar reprodutibilidade da influência de alguns parâmetros na dinâmica de sorção/dessorção do LAS em reatores utilizados em estações de tratamento de esgoto convencionais. Foram realizados dois experimentos. O experimentoI foi o monitoramento de um reator UASB em escala de laboratório. Este reator era alimentado com esgoto de uma estação de tratamento real, ETE Mangueira. Alterações no afluente foram realizadas para proporcionar a adsorção do LAS na biomassa. O pH foi ajustado para 6. Seguindo um planejamento fatorial 2K, o reator foi operado em 4 fases alterando a concentração de óleo, entre 0 e 5 g/L e a oxigenação ou não do LAS. O experimento II foi um teste de laboratório de adsorção e de dessorção, utilizando a mesma biomassa do reator do primeiro experimento. Foram submetidas diferentes concentrações de LAS (10, 20 e 100 mg/L), e diferentes tempos de mistura. Durante o período de operação, observou-se a ocorrência de adsorção e dessorção do LAS no lodo, bem como biodegradação, quando a adsorção foi baixa; as eficiências de degradação do LAS total nas diversas fases experimentais variaram de 0 a 33%. Os homólogos C12 e C13 foram os que sofreram maior degradação durante todo período de operação, com eficiências de 42 e 57% de sua massa inicial, respectivamente, na fase com alteração apenas do pH; o C13 foi o homólogo de maior taxa de adsorção, 97% de sua massa inicial. Isto ocorreu quando a concentração de óleo foi de 5 g/L e não foi realizado aeração do LAS. No teste de adsorção, os resultados obtidos mostraram que a adsorção na biomassa seca depende da disponibilidade de LAS no líquido. No teste de dessorção o comportamento de liberação de LAS no meio aquoso foi lento. Os testes mostraram capacidade reversível da adsorção do LAS, comprovando que a dinâmica de adsorção e dessorção do LAS no reator depende da composição do meio líquido e da forma de operação do reator, e que sua indisponibilidade no meio solúvel impede a degradação. Logo, o processo de adsorção inibe a degradação do LAS em ambientes anaeróbios e os resultados obtidos no teste de otimização em laboratório foram também observados em reatores operados com esgoto real. / LAS is a surfactant used in the manufacture of cleaning products, and its degradation in the highly efficient aerobic treatment. However, in anaerobic environments, biodegradation depends on several factors, including the composition and concentration of certain compounds of sewage. Therefore, the LAS this environmental degradation efficiencies are different, ranging from 0 to 78%. In Brazil, due to a lack in the sanitation area, cheaper alternatives for the treatment of sewage are being widely used. The anaerobic reactor of the UASB type are an example of these alternatives, due to its high removal efficiency of organic matter. However, currently a sewage treatment plant, the aim is not only the organic matter degradation easily, but also nutrients and recalcitrant compounds. This study aimed to apply in a continuous reactor, fed with real wastewater, an optimization model, conducted in laboratory batch system to check reproducibility of the influence of some parameters on dynamic sorption / desorption of LAS reactors used in stations Conventional sewage treatment. Two experiments were conducted. The first was a monitoring of a UASB reactor at laboratory scale. This reactor was fed with sewage a real treatment plant, ETE hose. Changes in the influent were performed to provide the adsorption of LAS biomass. The pH was adjusted to 6. By following a factorial design 2K, the reactor was operated at four stages by changing the concentration of oil, between 0 and 5 g / L and oxygenation or not the LAS. The second experiment was a laboratory test adsorption and desorption using the same biomass from the first reactor experiment. They underwent different concentrations of LAS, 10, 20 and 100 mg / L, and different mixing times. During the operation period, it was observed the occurrence of adsorption and desorption of LAS in the sludge as well as biodegradation when adsorption was low; The degradation efficiency of the total LAS in the different experimental phases ranging from 0 to 33%. The C12 and C13 homologues have suffered the greatest degradation during the entire operating period, efficiency 42 and 57% of their initial mass, respectively, in phase with the pH change only; the C13 was the counterpart of higher adsorption rate, 97% of its initial mass. This occurred when the oil concentration was 5 g / L and aeration was not performed LAS. In the adsorption test, the results showed that adsorption of dry biomass depends on the availability of LAS in the liquid. In desorption test the LAS release behavior in aqueous media was slow. The tests showed reversible adsorption capacity of the LAS, proving that the dynamics of adsorption and desorption of LAS in the reactor depends on the composition of the liquid medium and form of reactor operation, and that their unavailability in the middle soluble prevents degradation. Therefore, the adsorption process inhibits the degradation of LAS in anaerobic environments and the results obtained in laboratory test optimization are also observed in reactors operated with real sewage.

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T13:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saraiva_SergioAdriano_M.pdf: 1299368 bytes, checksum: c1436b432ed4c86c7d3658aa29976bfc (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As matérias-primas graxas (óleos e gorduras vegetais e animais) e os produtos sintetizados a partir destes insumos são misturas complexas, com aplicações e valores agregados variados. As técnicas disponíveis para caracterizar a composição graxa destas matrizes são muitas vezes restritas, exigindo a necessidade de procedimentos laboriosos. Este trabalho engloba a aplicação de técnicas avançadas de espectrometria de massas (MALDI-MS e ESI-MS) na caracterização de óleos e gorduras vegetais amazônicos (matérias-primas graxas) e surfactantes catiônicos (produtos sintetizados a partir de matéria-prima graxa), sem o emprego de processos de derivatização química ou separação cromatográfica. Espectrometria de massas com ionização por MALDI (MALDI-MS) foi empregada na análise dos óleos de andiroba (Carapa guianensis), castanha do Pará (Bertholletia excelsa), maracujá (Passiflora spp.), buriti (Mauritia flexuosa) e das gorduras das sementes de cupuaçu (Theobroma grandiflorum), murumuru (Astrocaryum murumuru) e ucuúba (Virola sebifera), que foram caracterizados através da composição dos triglicerídeos (TAGs). Obtiveram-se perfis distintos de TAGs para cada óleo e gordura amazônico. Conseqüentemente, a técnica se mostrou adequada para tipificação dos óleos e gorduras estudados, podendo ser adotada como um método rápido e confiável para controle de qualidade destas importantes matérias-primas amazônicas. Em relação aos surfactantes catiônicos, foi desenvolvido um procedimento simples e rápido para identificação e caracterização destas moléculas (incluindo a distribuição de homólogos) em produtos amaciantes têxteis por espectrometria de massas com ionização por electrospray (ESI-MS). À medida que diferentes surfactantes catiônicos podem ser utilizados em amaciantes têxteis, a técnica empregada permite identificar o tensoativo que foi adotado na formulação do produto, sem emprego de padrões de referências. Também é possível verificar casos de falsificação e utilização de moléculas catiônicas que conferem propriedades amaciantes inferiores / Abstract: Fatty raw materials (animal, vegetable oils and fats) and synthesized products from these sources are complex mixtures with diverse applications and added values. Available techniques to characterize the fatty composition of these matrixes are many times restricted and require laborious procedures. This work reports the application of advanced mass spectrometry techniques (MALDI-MS and ESI-MS), without employment of chemical derivatization or chromatographic separation, for characterizing Amazonian rain forest fats and oils (fatty raw materials) and cationic surfactants (products made from fatty raw materials). MALDI-mass spectrometry (MALDI-MS) was applied to characterize the triacylglycerol composition from oils of Andiroba (Carapa guianensis), Brazil Nut (Bertholletia excelsa), Passion Fruit (Passiflora spp.), Buriti (Mauritia flexuosa) and fats from seeds of Cupuaçu (Theobroma grandiflorum), Murumuru (Astrocaryum murumuru) and Ucuúba (Virola sebifera). Characteristic profiles of triacylglycerols (TAG) were obtained for each oil and fat, confirming that the technique is appropriated for the typification of studied samples and can be applied as a reliable and fast method to quality control of these important Amazonian rain forest raw materials. With regard to cationic surfactants, a simple and fast procedure was developed to identify and characterize these molecules (including the homologue distribution) in liquid fabric softeners by electrospray-mass spectrometry (ESI-MS). As different cationic surfactants can be used in fabric softeners, the applied technique allows the identification of the specific tensoative adopted in every formulation, without using reference standards. Also, it is possible to check counterfeit samples and use of some cationic surfactants that confer lower softness / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_Barbarade_M.pdf: 510349 bytes, checksum: 9d4dd8bbac953e65a290c93e04ed8aee (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo do comportamento dos surfactantes catiônicos cloreto de tricaprilmetilamônio (Aliquat® 336) e cloreto de metiltributilamônio (Aliquat® 175) na eletrossíntese de peróxido de hidrogênio. Inicialmente, foram realizados experimentos de medida de tensão superficial pelo método do anel de du Noüy, com o objetivo de encontrar a concentração micelar crítica dos surfactantes. As medidas foram realizadas em solução de K2SO4 0,1 mol L-1, em pH 3,5, a 25 ± 1°C. Uma CMC de a 4,0 10-5 ± 1,0 10-5 mol L-1 para o tensoativo A336 e 3,2 10-2 ± 1,0 10-2 mol L-1 para A175 foram consideradas. Em seguida, foram feitas voltametrias de varreduras lineares em solução de K2SO4 0,1 mol L-1, em pH 3,5, a 25 ± 1°C em solução saturada de oxigênio para diferentes concentrações dos surfactantes com o uso de um eletrodo de carbono vítreo monolítico (CVM). A partir dos voltamogramas obtidos, foram comparadas as separações entre os patamares de redução do O2 observados para as diferentes concentrações dos tensoativos. Também foram obtidos os gráficos de Levich, observando que o processo de redução é controlado por transporte de massa. A partir de relação linear destacada pelo gráfico de Levich, obtiveram-se os valores do coeficiente de difusão do oxigênio, que foram comparados com valores já obtidos na literatura. Os dados foram explorados acerca dos valores de CMC encontrados para os surfactantes. Posteriormente, foi realizada a redução direta do O2 à H2O2 em solução ácida na presença dos surfactantes em um reator eletroquímico de batelada com recirculação com catodo de carbono vítreo reticulado (CVR), sob diferentes concentrações dos tensoativos. Os experimentos foram conduzidos em solução de K2SO4 0,1 mol L-1, em pH 3,5, a 17 ± 1 °C em potencial constante a -1,6 V vs. Pt. A vazão de oxigênio gasoso em solução foi mantida em 6 L min-1 durante todos os ensaios. A máxima concentração de peróxido de hidrogênio gerado foi de 521,5 mg L-1 para a concentração de 1,0 10-5 mol L-1 do surfactante A336 durante 2 horas de eletrólise, com um consumo energético de 3,5 kWh kg-1 e uma eficiência de corrente de 72 %. Já para o surfactante A175, sob as mesmas condições, o máximo de peróxido gerado foi de 471,0 mg L-1 para a concentração de 1,0 10-5 mol L-1 do surfactante / Abstract: As a first step of the investigation, experiments of surface strength measurement were performed by using the du Nouy method, to determine of the surfactants¿ Critical Micelle Concentration (CMC). Concentrations ranging 4.0 10-5 ± 1.0 10-5 mol L-1 and from 3.2 10-2 ± 1.0 10-2 mol L-1 for A336 and A175, respectively, were considered. Experiments were carried out in a K2SO4, 0.1 mol L-1 solution, pH 3.5 and temperature of 25 ± 1 oC. Then, linear sweep voltammetry technique was used to record i/E couples on vitreous carbon disc electrode in oxygen saturated 0.1 mol L-1 K2SO4 solution, pH 3.5, in a cell of three electrode. By the examination of the voltammograms for oxygen reduction were identified a dependence of the surfactant concentration. I/E values in the region of mass transfer control were organized in Levich plots, which through at the oxygen diffusion coefficients were calculated as a function of the surfactants concentration. In a sequence of the investigation, the electrosynthesis of hydrogen peroxide was carried out in a flow electrochemical reactor in which the O2 saturated solution was recirculated through a reticulated vitreous carbon cathode. Different concentrations of surfactants were used. Potential selected for the runs was ¿1.6V vs. Pt and oxygen flow rate was 6 L min-1. In two hours of electrolysis, 521.5 mg L-1 of H2O2 was generated using 1,0 10-5 mol L-1 of A336. Current efficiency was 72% and energy consumption was 3.5 kWh kg-1 of hydrogen peroxide. By using the same concentration of A175, hydrogen peroxide concentration was 471.0 mg L-1 / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Neste trabalho foi utilizado reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais com biomassa imobilizada para avaliação da remoção e degradação de alquilbenzeno sulfonado linear (LAS). O volume útil do sistema foi de 2,6 L, sendo a temperatura mantida constante a 30 \'+ OU -\' 1 grau Celsius. O inóculo, lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de resíduos de suinocultura, foi imobilizado em partículas de carvão vegetal. A alimentação consistiu de substrato sintético acrescido de LAS. A operação foi dividida em quatro etapas: (1) substrato sintético sem LAS, (2) substrato sintético acrescido de 12 \'+ OU -\' 3 mg/L de LAS, (3) substrato sintético acrescido de 32 \'+ OU -\' 5 mg/L de LAS e (4) substrato sintético sem sacarose acrescido de 10 \'+ OU -\' 2 mg/L de LAS. O reator, operado durante 256 dias, mostrou estabilidade operacional sob baixas concentrações de LAS (12 \'+ OU -\' 3 e 10 \'+ OU -\' 2 mg/L). A elevação da concentração de LAS a 32 \'+ OU -\' 5 mg/L influenciou negativamente o processo de digestão anaeróbia. Nessa concentração, atingiu-se a mínima eficiência de remoção média de DQO (53% \'+ OU -\' 12 p.p.) e houve consumo de alcalinidade (valor mínimo de 241 mg \'CA\'\'CO IND.3\'/L) associado ao acúmulo de ácidos voláteis (concentração máxima de 97 mgHAc/L). Sob essas condições, atribui-se o inadequado desempenho do reator possivelmente ao comprometimento de suas condições hidrodinâmicas, que podem ter sido afetadas pela produção excessiva de exopolímeros. Com a diminuição da concentração de LAS a 10 \'+ OU -\' 2 mg/L o sistema mostrou recuperação. Nessa última fase foi verificada remoção de 70% \'+ OU -\' 5 p.p. de DQO, para 61 dias de operação. O balanço de massa do LAS indicou remoção de 18%, enquanto que sua degradação biológica atingiu 16%. Conclui-se que configuração testada, com biomassa imobilizada, não foi considerada adequada ao tratamento de águas residuárias contendo LAS. As análises microscópicas revelaram ampla variedade morfológica e não se constatou diferenças significativas quanto as morfologias encontradas no inóculo e durante as fases de operação. Por meio de técnicas de biologia molecular (PCR/DGGE), constatou-se que o meio suporte foi seletivo para o domínio Bacteria. / This work used an anaerobic sequencing biofilm batch reactor aiming the removal and degradation of the linear alkylbenzene sulfonate (LAS). Biomass from an UASB reactor treating suine wastewater was immobilized in charcoal fragments. The reactor was fed with synthetic substrate with addition of LAS. Feeding happened in four stages: (1) synthetic substrate without LAS, (2) synthetic substrate with LAS at 12 ±3 mg/L, (3) synthetic substrate with LAS at 32 ±5 mg/L and (4) synthetic substrate with LAS at 10 ±2 mg/L. The reactor, which was monitored for 256 days, has shown good stability under low LAS concentrations (12 ±3 e 10 ±2 mg/L). Rising in LAS concentration to 32 ±5 mg/L have negatively influenced anaerobic digestion. At this concentration, the lowest organic matter removal efficiency (55% ±12 p.p.) was attained and alkalinity consumption took place (lowest value of 241 mgCaCO3/L) associated with amassing of volatile acids (peak value of 97 mgHAc/L). Under these conditions, the ill-suited performance shown by the reactor is assumed to be caused by the compromising of the reactors hydrodynamics properties, which could have been affected by the observed extracellular polymers overproduction. The reactor showed good performance recovery when the LAS concentration was lowered to 10 ±2 mg/L. The last stage reached 70% ±5 p.p. of organic matter removal efficiency within 61 days. LAS mass balance indicated that 18% of the mass affluent to the reactor were removed by biodegradation and adsorption, while 16% were biologically degraded. Upon the obtained results, it was concluded that the proposed configuration is not suited in treating wastewaters containing LAS. Microscopic investigations have revealed notable microbial morphological variety and it could not been distinguished significative differences between inoculums and reactors samples microbial morphologies. Through Molecular Biology techniques (PCR/DGGE), it was observed that the support material has allowed growth of some bacterial populations that were not found in the inoculum.