La anodización es un proceso electrolítico que convierte la superficie metálica en un recubrimiento de óxido insoluble. El aluminio es el material anodizado con más frecuencia. El llamado “abrillantado” del aluminio se realiza comúnmente con baños de ácido fosfórico concentrado. Después de la anodización, las piezas deben enjuagarse cuidadosamente, y es en ésta operación en la que se produce una dilución de la solución del baño arrastrada en la capa de óxido formada. Es en este aspecto donde se plantea la mejora de la calidad medioambiental del sector mediante un plan de recuperación y reutilización de los ácidos diluidos en las aguas de lavado, especialmente del ácido fosfórico. Las membranas son una herramienta atractiva que ofrece un amplio rango de aplicaciones, especialmente en el campo de la alimentación, bebidas, bioquímica, etc. Hay muchos ejemplos que pueden encontrarse en el tratamiento de efluentes, la desalinización de aguas o la concentración de soluciones. La separación de diferentes componentes se consigue por la acción de una membrana separadora y por la influencia de una fuerza impulsora a ambos lados de la membrana (presión, concentración, campo eléctrico). Son objetivos de este trabajo: Realizar un aporte a la investigación sobre la recuperación de materia prima en efluentes industriales mediante técnicas de membrana El eficaz aprovechamiento de la materia prima mediante el reciclado de los ácidos a los baños de anodizado La reducción del volumen de aguas residuales finales, con la correspondiente reducción en la contaminación ambiental del medio receptor La elaboración de una propuesta técnico-económica innovadora en el sector del recubrimiento metálico Los principales resultados obtenidos son: Se ha encontrado que las membranas de nanofiltración DK de Osmonics y la MPF-34 de Koch permiten una adecuada separación entre el Al3+ y los ácidos fosfórico y sulfúrico de las aguas de lavado. Los rechazos promedio (del ensayo de concentración) de Al3+ y H3PO4 para la membrana MPF-34 son de 99,7% y de 66,9% respectivamente y para la membrana DK de 99,5% y de 32,3% respectivamente. - Se han desarrollado expresiones para poder estimar adecuadamente los rechazos de Al3+, H3PO4 y H2PO4- en función de la composición del alimento con la membrana MPF-34. Se ha visto que estos valores son los intrínsecos de la membrana. Estas expresiones se obtuvieron mediante un estudio fenomenológico debido a que la complejidad del problema no permite hacerlo desde el punto de vista mecanístico. Se ha encontrado que la estabilidad de la membrana DK en el medio ácido del alimento es suficiente para asegurar un funcionamiento adecuado a nivel industrial. Un tratamiento utilizando la membrana DK permite una recuperación del 73% del ácido fosfórico. En el ácido fosfórico recuperado la relación Al/H3PO4 es de 0,11% en peso mientras que en la disolución alimento inicial era de 6%. Se ha visto que las membranas tanto poliméricas como cerámicas con un PMC de 1000 Da o más no permiten una recuperación adecuada del ácido fosfórico, debido a que el máximo rechazo de Al alcanzado ha sido del 58%. Para las condiciones estudiadas y debido a la naturaleza del las disoluciones tratadas la electrodiálisis no permite una recuperación adecuada del ácido fosfórico Se ha visto que la UFAP no permite separar el Al debido a que no es posible formar complejos Al-Polímero en medios ácidos como el del alimento. La adición de especies que permitan variar el pH de las disoluciones complicaría la recuperación del ácido debido a la presencia de impurezas adicionales. / Most of the hazardous waste in a metal finishing operation comes from the wastewater generated by rinsing operations. The acidic solution that is dragged out from the bath into the following rinsing tanks is the primary source of contamination of rinse water. The use of acidic solutions is very common in metal processing. Sulphuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, chromic acid and nitric acid are used in chemical bath for anodising, galvanising, brightening, plating and pickling process. The known strategies to reduce the pollution in the wastewater effluent are based on the recovery of contaminant compounds to be recycled to the process reducing the expense in fresh compounds. By definition, recycling includes all measures in order to reduce volume of effluent by recovery raw materials from wastewaters. Membrane separation has become a competitive technology to traditional water treatment processes because of highly effective in removing most inorganic and organic contents to produce a very pure effluent.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6502.pdf: 4166416 bytes, checksum: ff381c88fdd0ab873e2762ec96c7288f (MD5) Previous issue date: 2014-06-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / The phosphogypsum is calcium sulfate (gypsum chemical), generated as waste in industrial production of phosphoric acid, the main raw material for the production of phosphate fertilizers. Is generated on a large scale, and to produce one ton of phosphoric acid are generated many tons of phosphogypsum, depending on the composition of the phosphate rock used. In Brazil are generated annually million tons and disposed in landfill or dumpsites sites without suitable destination for the volume generated, which represents a major environmental liability and worsens, progressively, with the need for increased food production. Thus, this research aimed to determine a relationship between temperature and phosphogypsum the calcination time, to study the possibility of adapting their use in construction. For this, calcined phosphogypsum samples were produced with different combinations of temperature and time, and, then were used in the preparation of the molded specimens. These were evaluated in mechanical tests (compressive strength and tensile strength in bending) and physical (water absorption). The best combination of temperature and calcination time was 159°C and 120 minutes, results that expressed the highest mechanical resistance to bending and compression, and the water absorption index met the Brazilian standards adopted in the recommendations for blocks concrete and blocks ceramic. The scientific contribution of this work will be important not only for building, but for the sustainability of the planet, because an industrial waste that is generated in large quantities, can become raw material for the production of building components for buildings, will avoid the need of new controlled landfill sites for its disposal and also, where an industrial residue replaces a raw material, it is noteworthy that, besides the use and eliminate waste landfills, we will stop exploring the raw material replaced, prolonging the "lifespan" the same and/or preserving of areas exploration. / O fosfogesso é um sulfato de cálcio (gesso químico), gerado como resíduo na produção industrial de ácido fosfórico, principal matéria-prima para a produção de fertilizantes fosfatados. É gerado em grande escala, sendo que para produzir uma tonelada de ácido fosfórico são geradas muitas toneladas de fosfogesso, dependendo da composição da rocha fosfática utilizada. No Brasil são geradas anualmente milhões de toneladas e dispostas em aterros a céu aberto, sem destino adequado para o volume gerado, o que representa um grande passivo ambiental e que se agrava, progressivamente, com a necessidade do aumento da produção de alimentos. Assim, essa pesquisa teve como objetivo determinar uma relação entre a temperatura e o tempo de calcinação do fosfogesso para estudar a possibilidade de adequar a sua utilização na construção civil. Para isso, foram produzidas amostras de fosfogesso calcinado com diferentes combinações de temperatura e tempo, e que foram utilizadas na preparação dos corpos de prova. Estes foram avaliados em testes mecânicos (resistência à compressão e à tração na flexão) e físicos (absorção de água). A melhor combinação entre temperatura e tempo de calcinação foi 159°C e 120 minutos, resultados que expressaram as maiores resistências mecânicas à flexão e à compressão, e o índice de absorção de água atendeu às normas brasileiras adotadas nas recomendações para blocos de concreto e blocos cerâmicos. A contribuição científica deste trabalho será importante não só para a construção civil, mas para a sustentabilidade do planeta, pois um resíduo industrial que é gerado em grande quantidade, poderá se tornar matéria-prima para a confecção de elementos construtivos para edificações, evitará a necessidade de novos aterros controlados para a sua disposição e também, sempre que um resíduo industrial substitui uma matéria prima, é importante salientar que, além do uso do resíduo e eliminação de aterros, deixamos de prospectar a matéria prima substituída, prolongando a vida útil da mesma e/ou preservando áreas de exploração.

A presente pesquisa foi desenvolvida para avaliar as potencialidades das células de combustível como tecnologia em si, inclusive os beneficios econômicos que se podem ter por meio do suprimento de energia elétrica se comparada com o aproveitamento da mesma por meio da rede pública. Além de uma parte descritiva do estado de arte da tecnologia, a presente dissertação foi focada em duas partes: a primeira trata de um estudo experimental onde uma célula, a membrana polimérica, foi conectada a um inversor, permitindo assim de fornecer energia elétrica na rede pública. Na segunda parte foi realizada uma avaliação engenhero-econômica com uma Célula de Combustível de Ácido Fosfórico para o aproveitamento da energia elétrica com cogeração de calor para as condições de mercado brasileiro. O primeiro estudo mostrou como seja possível abastecer uma célula (neste caso alimentada por hidrogênio) para fornecer continuamente energia elétrica na rede, onde necessário ou onde seja impossível para o usuário se conectar a rede pública. O segundo estudo, por sua vez, mostrou que atualmente a células de combustível de média temperatura de Ácido Fosfórico (PAFC) não é uma tecnologia ainda madura e que é viável economicamente somente em aplicações de nicho, por exemplo setores indústriais eletro-intensivos e com necessidade de energia termica também. Todavia, projeções futuras baseadas em curvas de aprendizados e a queda do preço do gás natural mostram como a expansão da tecnologia e a possibilidade de acessar um combustível barato podem abrir futuro para a PAFC mundialmente. / This Masters dissertation aims to study technical potentialities of Fuel Cell technology, including the economical benefits that can provide compared with public grid as well. Thus, the dissertation has been focused in two main parts: the first concerns in an experimental approach to supply electrical power to the public grid using a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), while the second one presents a global (from an engineering and economic point-of-view) assessment of a Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) for the co-generation of heat with electrical energy in Brazil. The first study has been accomplished connecting a PEMFC with a power inverter to the public grid. It has been proved experimentally that Fuel Cell is an alternative device that, as long as fuel is fed, may provide electrical energy continuously and more efficiently than traditional devices. The second study has been focused in the so-called Phosphoric Acid Fuel Cell (PAFC) that, being a Medium Temperature Fuel Cell, beyond to supply electrical energy, may be used for co-generation of thermal energy. Through this study it has been showed that, at the current state-of-art, PAFC is is not already a mature technology and it becomes economically viable only for niche market applications, represented by the industrial sectors with high base load power and continuous thermal energy demand. However, accumulated knowledge expressed by learning curve and natural gas shock price caused by possible LNG supplying and shale gas recovery are the two main factors that may turn investment in PAFC profitable worldwide.

A degradação da interface adesiva em dentina pode acometer tanto a porção resinosa como a porção orgânica da camada híbrida. Evidências indicam que a degradação da porção orgânica pode ocorrer em parte devido a atividade enzimática de proteases da própria dentina. As metaloproteinases da matriz (MMPs) constituem a primeira classe de enzimas relacionada com a degradação da matriz orgânica. É possível que as MMPs, possam ser reativadas durante o procedimento adesivo em conseqüência da queda do pH do meio. Objetivo: Esta investigação teve como objetivos avaliar a influência de soluções desmineralizadoras com diferentes concentrações de ácido fosfórico (AF1%, AF10% e AF37%) na atividade proteolítica da dentina humana sadia, na degradação do colágeno exposto pela desmineralização, além de identificar imunologicamente as metaloproteinases. Material e Métodos: Vinte dentes molares permanentes foram triturados para obtenção de um pó de dentina. Alíquotas de 1g do pó foram acondicionadas em tubos plásticos para que a desmineralização do substrato pudesse ser realizada de acordo com as três diferentes concentrações de ácido fosfórico testadas. Após a neutralização do ácido com NaOH, as amostras foram centrifugadas. O sobrenadante foi utilizado para mensuração espectrofotométrica do conteúdo de Cálcio (Ca) liberado pela desmineralização. O precipitado obtido foi incubado com tampão de extração de proteínas por 24h a 4°C sob agitação. Nova centrifugação foi realizada e o sobrenadante utilizado para avaliação da atividade da MMP-2 e MMP-9 por zimografia e para a identificação imunológica das metaloproteinases por western blot. O precipitado obtido pela centrifugação foi liofilizado e separado em alíquotas de 40mg (n=10) de pó de dentina para cada condição experimental. As alíquotas foram incubadas em saliva artificial por 24h a 37°C sob agitação e hidrolisadas em autoclave. Após incubação a 65°C por 40 min, as amostras foram avaliadas por espectrofotometria para que a mensuração da concentração do aminoácido hidroxiprolina (HYP) liberado pela degradação do colágeno exposto pudesse ser obtida. Fatias de 0.3 mm da dentina coronária de outro dente foram obtidas e desmineralizadas, de acordo com as diferentes concentrações de ácido fosfórico para avaliação da atividade enzimática através do método da zimografia in situ. Os resultados foram submetidos à análise de variância de um fator sem vinculação ou teste de Kruskal-Wallis para identificação das diferenças existentes entre os grupos experimentais. Para contraste das médias foi realizado o teste de Student-Newman-Keuls com nível de significância de 5% (=0,05). Resultados: A atividade enzimática de MMP-2 foi estatisticamente maior quando a dentina foi desmineralizada com AF 1% ou 10%. O uso do ácido fosfórico 37% diminuiu consideravelmente a atividade desta enzima, em relação ao AF10% (<0,05). Em nenhuma das amostras desmineralizadas com AF foi detectada a atividade enzimática da MMP-9. A identidade da MMP-2 foi confirmada pelo immunoblotting da enzima com anticorpo específico. A MMP-9 não foi expressa nos extratos analisados. A expressão de MMP-2 foi maior quando utilizado AF 1% ou 10% e menor quando foi utilizado o AF 37%. A utilização do AF 37% liberou valores de Ca, em g/mL, estatisticamente superiores aos valores determinados para os demais grupos (<0,05). A maior concentração de HYP, em g/mL, foi encontrada nos extratos desmineralizados com AF 10%. Em seguida, aparecem os valores encontrados com o uso do AF1%. Os menores valores da concentração de HYP aparecem no grupo em que foi utilizado o AF 37% (<0,05). A concentração de HYP em função do peso de dentina utilizado (40mg) também foi calculada. A maior concentração de HYP por mg de dentina foi obtida com AF 10%, seguida pelos extratos desmineralizados com AF1%. Os menores valores foram detectados com AF 37% (<0,05). O uso do AF10% demonstrou ser responsável pela maior taxa de degradação de colágeno exposto (20,13%). Em seguida, aparecem valores intermediários (11,34%) obtidos com AF1%. Por último, surgem os menores valores (0,68%) com AF37%. A análise das imagens obtidas após a realização da zimografia in situ demonstrou maior atividade enzimática quando a dentina foi desmineralizada com AF10%. Conclusão: O uso do AF37% para o condicionamento da dentina durante a realização do procedimento adesivo pode minimizar os efeitos degradantes das proteases endógenas sobre o colágeno. Em contrapartida, estudos realizados com pó de dentina desmineralizado com AF1% ou 10% podem estar sobreestimando a atividade das MMPs, em relação à prática clínica. / The dentin adhesive interface degradation can occur in resin and in organic portion of the hybrid layer. Evidence indicates that the degradation of organic matrix may partially occur due to the enzymatic activity of proteases own dentin. The matrix metalloproteinases (MMPs) have been described as the first class of enzymes associated with degradation of the organic matrix. It is possible that MMPs may be reactivated during the adhesive procedure as a result of the fall of pH. Purpose: The objectives of the present investigation are to evaluate the influence of different demineralizing phosphoric acid solutions (PA1%, PA10% and PA37%) on the proteolytic activity of human sound dentin, on the collagen degradation that was exposed after demineralization, as well as to identify the metaloproteases immunologically. Material and Methods: Dentin powder was obtained from twenty human molars. One gram aliquots were placed in polyestyrene tubes and the dentin demineralization was performed using the three different phosphoric acid concentrations tested in this study. After neutralization with NaOH, the samples were centrifuged. The supernatant was used for the spectrophotometrically quantification of calcium (Ca) released by the demineralization while the precipitate was re-suspended and incubated with a protein extraction buffer for 24h at 4ºC under agitation. The sample was centrifuged and the supernatant was used for the identification of MMP-2 and MMP-9 by western blot and for the evaluation of gelatinolytic activity by zymography. The pellet was lyophilized and 40 mg aliquots of the dentin powder (n=10) were incubated in artificial saliva for 24h at 37°C under agitation and hydrolysed in autoclave after incubation at 65°C for 40 min. The samples were analyzed spectrophotometrically to measure the hydroxyproline (HYP) released after collagen degradation. Slices of 0.3 mm of the dentine crown of the another tooth were obtained and demineralized in accordance with the concentrations of phosphoric acid used in this study for evaluating the enzymatic activity by the method of in situ zymography.The data were analyzed by ANOVA one-way or Kruskal-Wallis test for the identification of differences between the experimental groups. The means were analyzed by Student-Newmans-Keulss test (=0,05). Results: The MMP-2 enzymatic activity was statistically higher when the dentin was demineralized with 1% or 10% PA. The 37% phosphoric acid decreased the activity of such enzyme relative to PA 10% (<0,05). MMP-9 activity was not detected in any demineralization condition (1%, 10% or 37% PA). MMP-2 identification was confirmed by immunoblotting while MMP-9 was not observed in any condition. MMP-2 identification was higher when 1% or 10% PA were used while 37% PA showed lower MMP-2 identification. The use of 37% PA resulted in higher release of Ca, which was significantly higher when compared to other PA concentrations (<0,05). The highest HYP concentration was observed when 10% PA was used, followed by 1% PA. The lowest values were observed for 37% PA (<0,05). The HYP concentration according to the dentin weight used (40 mg) was also calculated. Highest concentrations of HYP per mg of dentin were observed for 10% and 1% PA, while 37% PA resulted in the lowest HYP concentration (<0,05). The use of 10% PA showed to be responsible for the highest exposed collagen degradation after demineralization (20,13%) when compared to 1% PA (11,34%) and 37% PA (0,68%). The analysis of images obtained after the realization of in situ zymography showed greater enzyme activity when the dentin was demineralized in PA10%. Conclusion: The use of 37% PA for dentin etching during the restorative procedure might minimize collagen degradation by host-derived proteases. On the other hand, studies that have been using 1% or 10% PA might have overestimated MMPs activity when compared to the clinical situation.

Esta Tesis Doctoral se centra en una metodología innovadora para la síntesis de productos de alto valor añadido (carbón activado) usando como material de partida residuos de biomasa, los cuales son tratados mediante una carbonización hidrotermal asistida con ácido fosfórico (H3PO4) antes del proceso de activación. Con esta metodología se logra disminuir la concentración de agente activante y aumentar el rendimiento del carbón activado. Una vez sintetizados los carbones activados, estos fueron modificados mediante la introducción de grupos funcionales nitrogenados. En primer lugar, los carbones activados fueron usados como electrodos de supercondensadores tanto en electrolito acuoso como en electrolito orgánico, evaluando la influencia de la introducción de nitrógeno en el comportamiento electroquímico de los carbones activados. Posteriormente, se prepararon catalizadores basados en paladio (Pd) usando como soporte los carbones activados sintetizados tanto modificados con nitrógeno como sin modificar y se evaluó el comportamiento catalítico de estos catalizadores en la reacción de deshidrogenación de ácido fórmico para la producción de hidrógeno. Finalmente para demostrar que la metodología implementada para la obtención de carbones activados a partir de residuos de biomasa puede ser considerada como una alternativa sostenible para la obtención de productos de alto valor añadido, se planteó el aprovechamiento no solo de la fase sólida sino también de la fase líquida obtenida de la carbonización hidrotermal para la producción de ácido levulínico. Para esto, se empleó la metodología del análisis del ciclo de vida (LCA, del inglés Life Cycle Assessment) como herramienta para evaluar los impactos ambientales generados en cada etapa del proceso. En general, se logró demostrar las oportunidades que ofrece el aprovechamiento de los residuos de biomasa empleando protocolos de síntesis sencillos y más respetuosos con el medio ambiente para la obtención de productos de alto valor añadido.

Este estudo se propõe a analisar a resposta pulpar de dentes humanos a preparos cavitários de classe V, em função de duas diferentes técnicas de instrumentação e de duas diferentes técnicas de restauração. Para tal, cavidades classe V, nas superfícies vestibulares de 48 pré-molares hígidos de pacientes entre 11 e 25 anos, que estavam em tratamento ortodôntico, foram preparadas e restauradas de acordo com os seguintes grupos experimentais: G 1 (n=24) - preparos cavitários realizados com ponta diamantada em alta rotação, restaurados com guta-percha plastificada, cimento ionômero de vidro e verniz cavitário (G 1A; n=12) ou com técnicas adesivas (sistema restaurador adesivo aplicando-se o condicionamento ácido total) e cimento ionômero de vidro (G 1B; n=12); G 2 (n=24) - preparos cavitários com ponta CVD ativada por ultrassom, restaurados com gutapercha plastificada, cimento ionômero de vidro e verniz cavitário (G 2A; n=12) ou com técnicas adesivas (sistema restaurador adesivo aplicando-se o condicionamento ácido total) e cimento ionômero de vidro (G 2B; n=12); e G 3 (controle; n=4) - dentes que foram extraídos sem a realização de qualquer procedimento. Os preparos cavitários foram realizados mantendo o assoalho da cavidade o mais próximo possível da polpa, no entanto, sem provocar exposição pulpar. Os dentes foram extraídos após três períodos experimentais (imediato, sete e trinta dias após o preparo cavitário), fixados, descalcificados, e processados histologicamente. Cortes teciduais longitudinais seriados de 5 m foram obtidos, corados pelas técnicas de H & E e de Brown & Brenn, e examinados em microscopia ótica. As avaliações morfométricas e por escores foram realizadas e os resultados das mesmas, submetidos, respectivamente, aos testes estatísticos de Mann-Whitney e de Kruskal-Wallis/Dunn, adotando-se um nível de significância de 5%. No período inicial, todos os grupos experimentais (1A, 1B, 2A e 2B) exibiram ligeiro desarranjo da camada odontoblástica vacuolizada e leve invasão da zona acelular de Weil. Não houve diferença entre os grupos experimentais iniciais e o grupo controle. No intervalo de sete dias, pôde-se observar redução da camada odontoblástica, muitos núcleos de odontoblastos aspirados nos túbulos dentinários, alguns espécimes com ausência de pré-dentina e resposta inflamatória aguda com hemorragia. Trinta dias depois, cinco espécimes do total avaliado apresentaram dentina terciária; dois espécimes do grupo 1B apresentaram necrose relacionada com a presença de bactérias nos túbulos dentinários; e os demais mostraram graus variados de inflamação crônica, associados a restaurações adesivas ou a processos de reparo, com proliferação de vasos e persistência de focos de hemorragia. Portanto, os dois tipos de instrumentação cavitária promovem respostas pulpares similares entre si, mas as diferentes técnicas restauradoras promovem efeitos significativamente diferentes sobre o complexo dentinopulpar. / The aim of this study is to analyze the pulp response of human teeth to class V cavity preparation, in function of two different instrumentation and restorative techniques. Class V cavities were made on the buccal surfaces of 48 sound human pre-molars from orthodontic patients from 11 to 25 years, and were divided as follows: G1 (n=24) cavity preparations were made with diamond bur under high speed, restored with either plasticized gutta-percha, glass ionomer cement and surface coated with varnish (G1A) or adhesive protocol (total etch technique and adhesive system application) with glass ionomer filling (G1B); G2 (n=24) cavity preparations were made with diamond CVD point and ultrasonic device, restored with either plasticized gutta-percha, glass ionomer cement and surface coated with varnish (G2A) or adhesive protocol (total etch technique and adhesive system application) with glass ionomer filling (G2B); and control group G3 (n=4) extracted teeth with no previous cavity preparation. All avities were prepared with the cavity floor as close to the pulp as possible, without causing pulp exposure. Teeth extractions were made in three experimental periods (immediate, 7 and 30 days after cavity preparation) and right after extraction they were submitted to histological procedures. Longitudinal tissue serial sections of 5 mm were obtained, H&E and Brown&Brenn stained, and analyzed under optical microscope. Morphometric and score evaluations were carried out and data from both were, respectively, submitted to Mann-Whitney and Kruskal-Wallis/Dunn tests, with 5% significance. Immediately, all experimental groups (1A, 1B, 2A and 2B) exhibited a discrete disorganization of the odontoblastic layer and invasion of the Weil zone. There was no difference between experimental and control groups. At 7-day interval, a decrease of the odontoblastic layer was observed. Many odontoblasts nucleus were seen displaced into the dentinal tubules. Some specimens showed absence of pre-dentine and inflammatory pulp response with hemorrhage. Thirty days later, five specimens presented tertiary dentin formation; two specimens from group 1B presented necrosis coincident with bacteria inside the dentinal tubules; the other specimens showed various degrees of chronic inflammation, associated to adhesive restorations or repair processes, with blood vessels proliferation and persistent hemorrhagic areas. Therefore, both instrumentation techniques promoted similar pulp response, but different restoration procedures elicited significantly different responses of the dentinpulp complex.

Com o aumento da população mundial, o desenvolvimento de novas fontes e conversores de energia tornou-se uma necessidade. As células a combustível mostram-se como uma alternativa viável devido principalmente a duas razões, sua alta eficiência e a utilização de combustíveis renováveis. No presente trabalho se estuda a influência da temperatura de operação e o conteúdo de álcali no combustível sobre a densidade de potencia para uma célula a combustível de glicerol direto. Como combustível foi utilizado uma solução de glicerol:KOH (1M:xM, x=0, 1, 3, 5), como membranas foram utilizados filmes de polibencimidazol impregnado com ácido fosfórico (PBI/H3PO4, relação molar 1:11) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfonato (PBI/HMI-Tf relação molar 1:1.5), e finalmente, nano partículas de Pt suportadas em carbono (60% w/w) como catalizador no ânodo e no cátodo. Em geral, o incremento da temperatura e conteúdo de álcali no combustível mostra um efeito favorável na densidade de potencia do sistema. Numa célula a combustível unitária de glicerol direto utilizando membranas de PBI/ H3PO4 e PBI/HMI-Tf foram obtidas densidades de potencia de 0.54mW.cm-2 a 175°C e 0.599mW.cm-2 a 130°C, respectivamente, para uma solução de glicerol de (1M); enquanto que, para uma solução com um conteúdo maior de álcali, glicerol:KOH (1M:5M), foram obtidas densidades de potencia maiores, 44.1mW.cm-2 a 175°C e 29mW.cm-2 a 130°C, respectivamente. O efeito combinado do incremento da temperatura e concentração de álcali no combustível mostra um efeito maior em relação ao efeito só da temperatura. / With the increasing world population, the development of new energy sources or energy converters has become a necessity. Fuel cells show up as a viable alternative due mainly to two reasons, their high efficiency and the use of renewable fuels. In the present work we study the influence of operating temperature and alkali content in the fuel on the power density for a direct glycerol fuel cell. A glycerol:KOH (1M: xM, x = 0, 1, 3, 5) solution was used as fuels, as membranes were used polibencimidazol films impregnated with phosphoric acid (PBI/H3PO4, molar ratio of 1:11) or 1-hexyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (PBI/HMI-Tf), and finally, Pt nanoparticles supported on carbon (60% w / w) as catalyst in the anode and cathode. In general, increasing the temperature and alkali content in the fuel shows a favorable effect in the system power density. In a direct glycerol fuel cell using PBI/H3PO4 and PBI /HMI-Tf membranes were obtained power density of 0.54mW.cm-2 at 175°C and 0.599mW.cm-2 at 130°C, respectively, for a 1M glycerol solution; while for a glycerol solution with a higher content of alkali, glycerol:KOH (1M: 5M), were obtained higher power densities, 44.1mW.cm-2 at 175 ° C and 29mW.cm-2 at 130 ° C, respectively. The combined effect of increased temperature and alkali concentration in the fuel shows a greater effect compared to the effect of temperature only.

As microalgas vêm sendo utilizadas na área ambiental nos processos de biomitigação de CO2, uma vez que o utilizam em seu metabolismo para produzirem biomassa celular, a qual pode ser utilizada para fins nutricional e comercial. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo a obtenção de oligossacarídeos prebióticos oriundos de biomassa microalgal por meio de hidrólise fosfórica em diferentes condições moderadas de pH e termopressurização. Foi utilizada biomassa de um cultivo utilizado no sistema de tratamento de efluente gasoso de uma churrascaria de Curitiba, comparativamente com duas biomassas comerciais, Chlorella vulgaris e Spirulina platensis. Foram realizadas análises microscópicas e físico-químicas para a caracterização das biomassas, tais como umidade, cinzas, teor de carboidratos, lipídeos e proteínas. A partir da massa lipídica total foram realizadas transesterificações alcalinas e os resultados analisados por métodos cromatográficos, antes e após clarificação dos ésteres metílicos. A título de comparação inicial com as biomassas in natura, as biomassas passaram por pré-tratamentos: remoção dos lipídeos com organossolventes, purificação da parede celular com detergente SDS (Sódio Dodecil Sulfato) e recuperação do resíduo polimérico extraído pelo detergente. Estas biomassas derivadas bem como as integrais foram hidrolisadas em termopressurizador a 4,5 atm (156 oC), utilizando ácido fosfórico a pH 2,0 ou controles com água (solvólise). Adicionalmente foram realizados ensaios enzimáticos com α-amilase e β-1,3 glucanase nos oligossacarídeos resultantes dos hidrolisados fosfóricos das biomassas in natura. Com as três biomassas de microalgas in natura foi realizado planejamento fatorial 32, frente às variáveis ácido fosfórico (pH 2,5, 2,0, e 1,5) e pressão atmosférica (3 atm – 147 oC, 4,5 – 156 oC e 6,0 atm – 175 oC). Para todos os hidrolisados foram analisados pH após a hidrólise, teor de açúcar redutor e de açúcar total e perfil cromatográfico. Os oligossacarídeos obtidos foram utilizados como fonte de carbono para o cultivo de microrganismos probióticos, Bifidobacterium animalis e Lactobacillus casei, para avaliação do crescimento, pH e produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Os resultados indicaram que apesar de ter sido inoculada uma cepa de C. vulgaris no sistema de fotobiorreatores de mitigação de CO 2 da churrascaria, não se instalou um cultivo puro e, portanto, foi denominado de mescla Devons. O componente majoritário para todas as biomassas foi proteína, sobretudo para S. platensis (59,5 %). As transesterificações alcalinas mostraram a eficiência no processo, indicando semelhança no perfil da cromatografia gasosa da mescla Devons e C. vulgaris. O tratamento com SDS mostrou maior eficiência na remoção de proteínas, sobretudo em S. platensis. As hidrólises das biomassas pré-tratadas mostraram maior teor de oligossacarídeos na amostra in natura para mescla Devons, deslipidificada e tratada com SDS para C. vulgaris e semelhança entre a in natura e os dois primeiros tratamentos para S. platensis. Os resultados dos ensaios enzimáticos indicaram predominância de oligossacarídeos oriundos de laminarina (β-1,3 glucana), portanto prebióticos e resistentes à ação amilásica do trato gastrointestinal (TGI) superior. Os resultados do planejamento fatorial mostraram que a biomassa in natura de S. platensis foi a que apresentou os melhores resultados de hidrólise em quantidade de açúcar liberado, seguida da biomassa de mescla Devons e C. vulgaris. As melhores condições de produção e pureza de oligossacarídeos foram próximas ao ponto central do planejamento fatorial. Os cultivos dos probióticos utilizando os hidrolisados fosfóricos permitiu o crescimento das baterias benéficas (Lactobacillus e Bifidobacterium), e diferenças no pH, bem como na produção de AGCC, sobretudo ácido lático, monitorado por cromatografia líquida. Portanto, este trabalho mostra que foram produzidos oligossacarídeos prebióticos a partir do tratamento fosfórico da biomassa de microalgas, resultando uma nova aplicação em potencial de tal biomassa formada a partir do CO2 e outros componentes voláteis presentes no efluente gasoso da churrascaria. / Microalgae have been utilized in the environmental area in CO2 biomitigation processes as they use it in their metabolism for the production of cellular biomass, which can then be utilized for nutritional and commercial purposes. Within this scope, the current research elected as the main objective, the obtention of nutraceutical oligosaccharides from microalgae biomasses through a phosphoric acid hydrolysis under different and moderated pH and thermopressurization conditions. One biomass, coming from a gaseous effluent treatment system from a steakhouse was compared to commercial biomasses, Chlorella vulgaris e Spirulina platensis. Microscopic and physicochemical analyses were carried for these biomasses characterization, namely moisture, ashes, carbohydrates, lipids and protein contents. Alkaline methyl transesterifications were realized in the total lipid fractions and then the corresponding products analyzed by chromatographic methods. As compared to the native biomasses, they were subjected to pretreatments: organic solvents removal of lipids, cell wall purification with detergent SDS (Sodium Dodecyl Sulphate) and recovery of polymeric molecules of the later extracts. These derived biomasses fractions, as well as the whole ones were partially or totally hydrolyzed with thermopressurization at 4.5 atm (156 °C) using diluted phosphoric acid at pH 2 or with water as controls (solvolysis). Enzyme assays were further performed with α- amylase and β-1,3 glucanase in the phosphoric acid hydrolyzed oligosaccharides from native biomasses. A 32 factorial design was carried out with the three samples of whole microalgae biomasses, considering the variables phosphoric acid pH (2.5, 2.0, e 1.5) and atmospheric pressure (3 atm – 147 oC, 4.5 – 156 oC and 6.0 atm – 175 o C). For all hydrolysates were analyzed pH after hydrolysis, total and reducing sugar contents and chromatographic profiles. The resulting oligosaccharide samples were offered as carbon source for the culture of probiotic microorganisms Bifidobacterium animalis e Lactobacillus casei for the evaluation of bacterial growth and short chain fatty acids (SCFAs) production. Overall results indicated that irrespective to the pure native of the C. vulgaris inoculum into the CO2 mitigation system of the steakhouse, a pure massive biomass did not result and hence the designation of Devons’ blend for. The major component of microalgae biomasses was protein, above all for S. platensis (59.5 %). Alkaline transesterification showed the efficiency of the process, indicating similarity among the methyl esters arising either from C. vulgaris or the Devons’ blend as analyzed by gas chromatography. SDS treatment was more efficient for protein removal in the case of S. platensis biomass. The pretreated biomasses once hydrolysed displayed higher oligosaccharide contents for the Devons’ blend native, C. vulgaris delipidified and SDS-treated sample as well some similarity between native and both pretreatments in the case of S. platensis. The enzymatic assay indicated predominance of laminarin oligosaccharides (β-1,3 glucan), therefore prebiotics are resistants to amylasic action in upper gastroinstestinal tract. The factorial design showed that the particular S. platensis native biomass led to the best result of hydrolysis to reducing simple and oligosaccharidic sugars, then decreasingly followed by the Devons’ blend and C. vulgaris and the best conditions for the production and purity of the oligosaccharides were close to the central point of the factorial design. Probiotic cultures from the phosphoric acid hydrolysates allowed the Lactobacillus and Bifidobacterium, beneficial bacteria growth, pH differences and short chain fatty acids production, above all, lactic acid, as monitored by high performance liquid chromatography. Therefore, this research indicated the feasibility of nutraceutical or prebiotic oligosaccharide production from microalgae biomasses, thus revealing a novel technological destination for these particular biomasses and fractions, once formed at the expense of CO2 and other volatile components from the gaseous effluent from a steakhouse.

Com o aumento da população mundial, o desenvolvimento de novas fontes e conversores de energia tornou-se uma necessidade. As células a combustível mostram-se como uma alternativa viável devido principalmente a duas razões, sua alta eficiência e a utilização de combustíveis renováveis. No presente trabalho se estuda a influência da temperatura de operação e o conteúdo de álcali no combustível sobre a densidade de potencia para uma célula a combustível de glicerol direto. Como combustível foi utilizado uma solução de glicerol:KOH (1M:xM, x=0, 1, 3, 5), como membranas foram utilizados filmes de polibencimidazol impregnado com ácido fosfórico (PBI/H3PO4, relação molar 1:11) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfonato (PBI/HMI-Tf relação molar 1:1.5), e finalmente, nano partículas de Pt suportadas em carbono (60% w/w) como catalizador no ânodo e no cátodo. Em geral, o incremento da temperatura e conteúdo de álcali no combustível mostra um efeito favorável na densidade de potencia do sistema. Numa célula a combustível unitária de glicerol direto utilizando membranas de PBI/ H3PO4 e PBI/HMI-Tf foram obtidas densidades de potencia de 0.54mW.cm-2 a 175°C e 0.599mW.cm-2 a 130°C, respectivamente, para uma solução de glicerol de (1M); enquanto que, para uma solução com um conteúdo maior de álcali, glicerol:KOH (1M:5M), foram obtidas densidades de potencia maiores, 44.1mW.cm-2 a 175°C e 29mW.cm-2 a 130°C, respectivamente. O efeito combinado do incremento da temperatura e concentração de álcali no combustível mostra um efeito maior em relação ao efeito só da temperatura. / With the increasing world population, the development of new energy sources or energy converters has become a necessity. Fuel cells show up as a viable alternative due mainly to two reasons, their high efficiency and the use of renewable fuels. In the present work we study the influence of operating temperature and alkali content in the fuel on the power density for a direct glycerol fuel cell. A glycerol:KOH (1M: xM, x = 0, 1, 3, 5) solution was used as fuels, as membranes were used polibencimidazol films impregnated with phosphoric acid (PBI/H3PO4, molar ratio of 1:11) or 1-hexyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (PBI/HMI-Tf), and finally, Pt nanoparticles supported on carbon (60% w / w) as catalyst in the anode and cathode. In general, increasing the temperature and alkali content in the fuel shows a favorable effect in the system power density. In a direct glycerol fuel cell using PBI/H3PO4 and PBI /HMI-Tf membranes were obtained power density of 0.54mW.cm-2 at 175°C and 0.599mW.cm-2 at 130°C, respectively, for a 1M glycerol solution; while for a glycerol solution with a higher content of alkali, glycerol:KOH (1M: 5M), were obtained higher power densities, 44.1mW.cm-2 at 175 ° C and 29mW.cm-2 at 130 ° C, respectively. The combined effect of increased temperature and alkali concentration in the fuel shows a greater effect compared to the effect of temperature only.

Este estudo se propõe a analisar a resposta pulpar de dentes humanos a preparos cavitários de classe V, em função de duas diferentes técnicas de instrumentação e de duas diferentes técnicas de restauração. Para tal, cavidades classe V, nas superfícies vestibulares de 48 pré-molares hígidos de pacientes entre 11 e 25 anos, que estavam em tratamento ortodôntico, foram preparadas e restauradas de acordo com os seguintes grupos experimentais: G 1 (n=24) - preparos cavitários realizados com ponta diamantada em alta rotação, restaurados com guta-percha plastificada, cimento ionômero de vidro e verniz cavitário (G 1A; n=12) ou com técnicas adesivas (sistema restaurador adesivo aplicando-se o condicionamento ácido total) e cimento ionômero de vidro (G 1B; n=12); G 2 (n=24) - preparos cavitários com ponta CVD ativada por ultrassom, restaurados com gutapercha plastificada, cimento ionômero de vidro e verniz cavitário (G 2A; n=12) ou com técnicas adesivas (sistema restaurador adesivo aplicando-se o condicionamento ácido total) e cimento ionômero de vidro (G 2B; n=12); e G 3 (controle; n=4) - dentes que foram extraídos sem a realização de qualquer procedimento. Os preparos cavitários foram realizados mantendo o assoalho da cavidade o mais próximo possível da polpa, no entanto, sem provocar exposição pulpar. Os dentes foram extraídos após três períodos experimentais (imediato, sete e trinta dias após o preparo cavitário), fixados, descalcificados, e processados histologicamente. Cortes teciduais longitudinais seriados de 5 m foram obtidos, corados pelas técnicas de H & E e de Brown & Brenn, e examinados em microscopia ótica. As avaliações morfométricas e por escores foram realizadas e os resultados das mesmas, submetidos, respectivamente, aos testes estatísticos de Mann-Whitney e de Kruskal-Wallis/Dunn, adotando-se um nível de significância de 5%. No período inicial, todos os grupos experimentais (1A, 1B, 2A e 2B) exibiram ligeiro desarranjo da camada odontoblástica vacuolizada e leve invasão da zona acelular de Weil. Não houve diferença entre os grupos experimentais iniciais e o grupo controle. No intervalo de sete dias, pôde-se observar redução da camada odontoblástica, muitos núcleos de odontoblastos aspirados nos túbulos dentinários, alguns espécimes com ausência de pré-dentina e resposta inflamatória aguda com hemorragia. Trinta dias depois, cinco espécimes do total avaliado apresentaram dentina terciária; dois espécimes do grupo 1B apresentaram necrose relacionada com a presença de bactérias nos túbulos dentinários; e os demais mostraram graus variados de inflamação crônica, associados a restaurações adesivas ou a processos de reparo, com proliferação de vasos e persistência de focos de hemorragia. Portanto, os dois tipos de instrumentação cavitária promovem respostas pulpares similares entre si, mas as diferentes técnicas restauradoras promovem efeitos significativamente diferentes sobre o complexo dentinopulpar. / The aim of this study is to analyze the pulp response of human teeth to class V cavity preparation, in function of two different instrumentation and restorative techniques. Class V cavities were made on the buccal surfaces of 48 sound human pre-molars from orthodontic patients from 11 to 25 years, and were divided as follows: G1 (n=24) cavity preparations were made with diamond bur under high speed, restored with either plasticized gutta-percha, glass ionomer cement and surface coated with varnish (G1A) or adhesive protocol (total etch technique and adhesive system application) with glass ionomer filling (G1B); G2 (n=24) cavity preparations were made with diamond CVD point and ultrasonic device, restored with either plasticized gutta-percha, glass ionomer cement and surface coated with varnish (G2A) or adhesive protocol (total etch technique and adhesive system application) with glass ionomer filling (G2B); and control group G3 (n=4) extracted teeth with no previous cavity preparation. All avities were prepared with the cavity floor as close to the pulp as possible, without causing pulp exposure. Teeth extractions were made in three experimental periods (immediate, 7 and 30 days after cavity preparation) and right after extraction they were submitted to histological procedures. Longitudinal tissue serial sections of 5 mm were obtained, H&E and Brown&Brenn stained, and analyzed under optical microscope. Morphometric and score evaluations were carried out and data from both were, respectively, submitted to Mann-Whitney and Kruskal-Wallis/Dunn tests, with 5% significance. Immediately, all experimental groups (1A, 1B, 2A and 2B) exhibited a discrete disorganization of the odontoblastic layer and invasion of the Weil zone. There was no difference between experimental and control groups. At 7-day interval, a decrease of the odontoblastic layer was observed. Many odontoblasts nucleus were seen displaced into the dentinal tubules. Some specimens showed absence of pre-dentine and inflammatory pulp response with hemorrhage. Thirty days later, five specimens presented tertiary dentin formation; two specimens from group 1B presented necrosis coincident with bacteria inside the dentinal tubules; the other specimens showed various degrees of chronic inflammation, associated to adhesive restorations or repair processes, with blood vessels proliferation and persistent hemorrhagic areas. Therefore, both instrumentation techniques promoted similar pulp response, but different restoration procedures elicited significantly different responses of the dentinpulp complex.