[pt] O carvão vegetal é um dos produtos gerados a partir da decomposição térmica, comumente denominada pirólise, de uma determinada biomassa em ausência total ou quase total de um agente oxidante, como o oxigênio do ar. Estudos baseados na Terra Preta de Índio indicam que o carvão pode contribuir diretamente com a melhoria da qualidade do solo, e com isso, permite a recuperação de solos degradados, além da contribuição no crescimento de espécies vegetais. Outro benefício da adição do carvão no solo é a capacidade de reter os nutrientes, fornecidos na aplicação de fertilizantes, reduzindo assim a perda por lixiviação. Com o objetivo de condicionar solos, três carvões vegetais foram estudados. Primeiramente foi realizada a caracterização deles, a fim de determinar as diferenças físicas e químicas, posteriormente foram realizados ensaios de adsorção de fertilizante nos mesmos. Os carvões vegetais utilizados neste trabalho foram produzidos em três condições distintas, sendo dois de resíduos de diferentes espécies, denominados biocarvão de pirólise lenta e biocarvão de pirólise lenta ativado, e a matéria prima do terceiro é resíduo de eucalípto, denominado biocarvão de pirólise rápida. O fertilizante empregado nos ensaios de adsorção foi um Organomineral à base de Dejetos de Suínos com SuperFosfato Triplo. Nos ensaios de caracterização identificou-se elevada porosidade em todos os carvões vegetais, sendo o biocarvão de pirólise rápida aquele com valor mais elevado. Dentre os carvões vegetais estudados, o biocarvão de pirólise rápida é o que possui maior teor de nutrientes totais, e não foram observadas diferenças significantes entre os biocarvões de pirólise lenta e o de pirólise lenta ativado. Foram identificados baixos teores de celulose, entretanto os teores de lignina foram elevados. A capacidade sortiva identificada nos biocarvões 7 é bastante elevada, tendo seu valor semelhante nas três amostras. Nas três amostras de solos, a utilização de biocarvões como adsorventes de fertilizantes é satisfatória e podem ser utilizados na melhoria de solos degradados. Quando aplicados em um solo não degradado, o biocarvão de pirólise lenta e o lenta ativado não tiveram grande influência na capacidade sortiva do solo, entretanto, influenciaram nos parâmetros cinéticos determinados no modelo de pseudo segunda ordem. / [en] The biochar is one of the products generated from the thermal decomposition, also named pyrolysis, of a particular biomass under an atmosphere almost or completely absence of an oxidizing agent, like the oxygen present in the air. Studies based on Terra Preta de Índio indicate that the biochar can contribute directly with the improvement of the quality of the soil, allowing the recovery of degraded soils, besides contributing with the growth of plant species. Another benefit from the addition of the biochar in the soil is the capacity of retaining nutrients provided by fertilizers, reducing the lost by leaching. With the objective of conditioning soils, three biochars were studied. Firstly, the biochars were characterized to determine the chemical and physical differences among them. Posteriorly, experiments of fertilizers adsorption of were carried out with the same biochars samples. The biochars used in this study were produced in three different conditions, being two of them from residue of different biomass species, denominated biochar of slow pyrolysis and biochar of slow pyrolysis activated, and the raw material of the third one is residue of eucalyptus, denominated biochar of fast pyrolysis. The fertilizer used in the experiments of adsorption was a biofertilizer produced from Swine s residues and Triple SuperPhospate, provided by EMBRAPA Solos, located in Rio de Janeiro/RJ. In the experiments of characterization, high porosities were identified in all biochars, being the fast pyrolysis biochar the one with higher value. Among the biochars studied, the fast pyrolysis biochar is the one with the highest total nutrients content and no significant differences were observed in the total nutrient content in others biochars. Low cellulose contents were identified in the biochars, however the lignin contents were high. The sorptive capacity evaluated was high and basically the same value for the three biochars. In the three soil samples, the evaluation of the biochars as adsorbents of fertilizers were satisfactory and can be used for improving degraded soils. When applied in a non-degraded soil, the slow pyrolysis and slow pyrolysis activated biochar did not have great influence in the sorptive capacity of the soil, however they affects the kinetic parameters determined by the pseudo-second order model.

[pt] De acordo com a projeção da Organização das Nações Unidas, a população mundial vai chegar a 11,2 bilhões em 2100, um aumento de 53 porcento. Suprir a demanda de alimentos para essas pessoas, impulsionando a agricultura sustentável, é o desafio para o século. A adição de biocarvão, um componente que possui alta capacidade de reter nutrientes e água, com fertilizantes no solo, pode ser uma alternativa viável para solucionar esse desafio. Os biocarvões utilizados nesse trabalho foram produzidos através de pirólise, em três temperaturas diferentes. Esses biocarvões foram caracterizados com o intuito de avaliar as suas propriedades físico-químicas. Com estas amostras foram produzidos 6 fertilizantes fosfatados à base de biocarvão, usando os fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. Esses fertilizantes foram aplicados ao solo, previamente caracterizado, para analisar a quantidade de fósforo disponível após tempos pré-estabelecidos da sua aplicação. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados, com três repetições, usando a mesma dosagem de fósforo, além da testemunha (sem adição de fertilizante), em sete tempos diferentes, resultando em um total de 189 unidades experimentais. Os resultados indicam que em relação ao teor de P disponível no solo, o fertilizante com biocarvão pirolisado a 500 graus celsius (BC500) e Termofosfato (63,63 mg kg-1) e BC500 e MAP (146,59 mg kg-1) apresentaram os melhores resultados se comparado com os fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. Sendo assim, a adição do biocarvão aos fertilizantes promoveu uma liberação lenta de P ao longo do tempo, se comparado aos fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. O estudo cinético de liberação do P mostrou que o modelo que melhor representa o processo é o de pseudo-segunda ordem, com coeficiente de correlação igual a 0,99. / [en] According to the World Health Organization, the world population will reach 11.2 billion in 2100, an increase of 53 percent. To supply the food demand of these people, driving sustainable agriculture is the challenge for the century. The addition of biochar, a component that has a high capacity to retain nutrients and water, with fertilizers in the soil, can be a viable alternative to solve this challenge. The biochars used in this work were produced through pyrolysis, at three different temperatures. These biochars were characterized in order to evaluate their physical and chemical properties. These samples were used to produce six phosphate fertilizers based on biochar, using the commercial fertilizers MAP and Thermophosphate. These fertilizers were applied to the soil, previously characterized, to evaluate the amount of P available after pre-established times of its application. The experimental design used was randomized blocks, with three repetitions, using the same dosege of phosphorus, in addition to the control (without addition of fertilizer), in 7 different times, resulting in a total of 189 experiments. The results indicate that in relation to the available P content in the soil, the fertilizer with pyrolyzed biochar at 500 celsius degrees (BC500) and Thermophosphate (63,63 mg kg-1) and BC500 and MAP (146,59 mg kg-1) showed the best results compared to MAP and Thermophosphate commercial fertilizers. Therefore, the additions of biochar to fertilizers promoted a slow release of P over time, when compared to MAP and Thermophosphate commercial fertilizers. The kinetic study of P release showed that the model that best represents the process is the pseudo-second order, with a correlation coefficient of 0.99.

[pt] O crescimento da produção de resíduos sólidos devido a evolução tecnológica, principalmente nos países em desenvolvimento, vem apresentando-se de maneira acelerada. Esta evolução acarreta na produção de novos produtos eletrônicos mais atualizados e, cada vez mais sofisticados quanto à composição química, com novas funcionalidades, tornando os antigos dispositivos obsoletos. O consumo exarcebado destes novos produtos contribui para um problema que ganha cada vez mais relevância no cenário mundial, o acúmulo de lixo eletrônico de origem urbana. O presente estudo contemplará como matéria prima amostras de placas de circuito impresso de computadores, conhecidas como PCIs, que são um padrão de barramentos, destinado a conectar periféricos à placa-mãe. Tendo em vista que nestes resíduos os teores de metais são tipicamente superiores àqueles de reservas naturais, torna-se interessante buscar rotas que viabilizem a reciclagem desses resíduos com a concomitante recuperação de constituintes de interesse ou concentração de precursores em distintos grupos para a posterior recuperação de metais. Nesta abordagem, foram realizadas análises termogravimétricas para acompanhar as melhores condições de processo e caracterização do material e produtos através de MEV/EDS. Assim, este material, tipicamente constituído por material orgânico (ex: plásticos como PVC) e constituintes inorgânicos (ex: metais e ligas metálicas), será submetido a um processamento térmico em forno tubular a 350 graus C em atmosfera inerte, seguido de etapas de concentração. A partir de 300 graus C a perda de massa se mantém constante, em torno de 30 por cento, e nas seguintes etapas aplicadas, 15 por cento da amostra total em constituintes metálicos com alto valor agregado, no caso Cu, Ni e Au, podem seguir para recuperação. / [en] The production of solid residues due to technological development has been increasing fast, mainly in developing countries. This growth leads to the manufacture of improved electronic products with varied functions, which not only are better versions of the old ones but also more sophisticated in their chemical compounds. The excessive consumption of the new devices contributes to an issue which has been increasing internationally: the accumulation of electronic waste. The raw material used in this study are samples of computer printed circuit boards (PCBs), which are a bus pattern that connects peripherals to the motherboard. Since the metal content in these residues are typically more elevated than in the ones located in natural reserves, it is interesting to find ways to recycle those residues while recovering components of interest or precursor concentrations in distinct groups for later metal recovery. Thermogravimetric analysis were performed on this approach in order to observe the best conditions of the process and the characterization of material and products was through SEM/EDS. Thus, this material, typically composed by organic material (such as plastic or PVC) and inorganic constituents (such as metals and alloys), undergoes a thermal processing in tubular furnace at 350 C degrees in inert atmosphere, followed by the concentration steps. The mass loss is constant from 300 C degrees on, around 30 percent. In the following steps, 15 percent of the total sample presents metallic components with high added value, such as Cu, Ni and Au, may be recovered.

[pt] A demanda energética mundial está em constante crescimento e tal cenário faz aumentar a preocupação com os impactos ambientais, muitos deles decorrentes da exploração de combustíveis fósseis e sua utilização desmedida. Neste contexto, o estudo da pirólise da biomassa apresenta uma alternativa para a produção direta de calor que pode vir a ser utilizado em usinas termoelétricas sustentáveis. Uma investigação foi realizada abordando o tema da reciclagem de madeira sobre a possibilidade de aproveitá-la a biomassa principal deste processo. Este trabalho apresenta a caracterização da madeira reciclada bem como da madeira de eucalipto para poder averiguar a similaridade química entre as duas biomassas. Para tanto foram realizadas análises de espectroscopia de infravermelhos (FTIR) e difração de raios-X (DRX), além de análises de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia (MEV/EDS). Com o auxílio da técnica de termogravimetria (TG) foram realizados experimentos de pirólise lenta da madeira reciclada, a partir dos quais foram identificados eventos térmicos, caracterizados por perdas de massa. Para verificar um possível efeito oxidante dos óxidos Fe2CoO4 e Co3O4, realizou-se também pirólise lenta da mistura da madeira reciclada com cada um dos óxidos, tendo sido identificados eventos térmicos que não estavam presentes nos experimentos com a madeira pura. Os principais eventos foram avaliados cineticamente por métodos model-free que permitem a determinação da energia de ativação sem a necessidade de assumir uma ordem de reação. Foram utilizados os métodos de Kissinger (KS) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), empregando os dados de experimentos realizados no TG com cinco taxas de aquecimento diferentes até 1100 graus Celsius. Para o evento térmico de maior importância, entre 200 e 390 graus Celsius tanto na madeira pura quanto na mistura, o ajuste de ambos o métodos foi satisfatório e está de acordo com a literatura. / [en] World s energy demand is constantly growing, and this scenario raises the concern about environmental impacts, many of them resulting from the constant manipulation of fossil fuels and their excessive use. In this context, the study of biomass pyrolysis presents an alternative for the direct production of heat that can be used in sustainable thermoeletric plants. To this end, a research has been carried out on the possibility of taking advantage of recycled wood as the main biomass of this process, an investigation that has been carried out along with a company in the field of wood recycling. This work presents the characterization of a recylced and a typical Brazilian eucalyptus wood with the purpose of proving their chemical similarity. Therefore, analysis of Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS), X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed. Thermogravimetric (TG) experiments were carried out with slow pyrolysis of recycled wood and eucalyptus wood, from wich were identified thermal events, characterized by mass losses. To verify a possible oxidative effect of the compounds Fe2CoO4 and Co3O4, slow pyrolysis of a mixture of the recycled wood with each of the oxides was also performed, and thermal events that were not present in the experiments with the pure wood were identified. The main thermal events were kinetic investigated with model-free methods wich allows the determination of the activation energy without the need of a reaction order pre-stipulated. In this workk were tested the Kissinger (KS) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) model-free methods and the TG data of five different heating rate were collected until 1100 Celsius degrees. For the most relevant thermal event, wich occurs from 200 to 390 Celsius degrees (for recycled wood and its mixture with the oxides) the adjustment of both methods was fine and accordance with literature.