Neste trabalho foi investigado o efeito inibidor da cafeína nos processos corrosivos do aço-carbono em etanol p.a., utilizando como eletrólito suporte LiCl ou LiClO4. Avaliouse também o efeito inibidor do composto sobre o comportamento do metal em soluções mais agressivas, com adição de água, cloreto e ácido acético, na presença e na ausência de cafeína. As propriedades inibidoras da cafeína foram avaliadas por ensaios de perda de massa, espectroscopia de impedância eletroquímica, voltametria cíclica, curvas de Tafel e cronoamperometria. As curvas de Tafel mostraram tratar-se de um inibido anódico. As diferentes técnicas utilizadas tiveram um resultado similar, mostrando que a cafeína é um bom inibidor para o aço-carbono em etanol, inclusive quando se aumenta a agressividade do meio, com adição de contaminantes. As medidas mostraram que o primeiro passo da interação entre a cafeína e a superfície do metal é através do processo de adsorção. Os valores encontrados para a variação da energia livre de adsorção de Gibbs sugerem um processo de adsorção químico e espontâneo. Em alguns casos constatou-se a diminuição da eficiência de proteção para valores de concentrações maiores de cafeína. Este resultado foi relacionado ao efeito quelante do composto. Alguns dos métodos utilizados mostraram que, mesmo no meio onde se simulou a presença de ácido acético como contaminante, a cafeína participa no sentido de melhorar a eficiência de inibição. A presença de cloreto, analisado como contaminante, também não impediu a cafeína de atuar como inibidora dos processos corrosivos do metal. / In this work it was determined the inhibitory effect of caffeine on the corrosion processes of low-carbon steel in pure ethanol, using Lithium chloride or Lithium perchloride as supporting electrolyte. More aggressive solutions containing water, chloride and acetic acid were tested also in absence and in the presence of caffeine. The inhibitory ability of caffeine was confirmed by weight loss experiments; cyclic voltammetry; polarization curves; chronoamperometric tests and electrochemical impedance spectroscopy studies. It is presented experimental evidences by Tafel curves that caffeine has an ability to block anodic charge transfer reactions on the electrode surface. Despite of the different methodologies used it was unequivocal the conclusion that caffeine may be considered an excellent corrosion inhibitor for the low-carbon steel in ethanol even at more aggressive conditions. It was unequivocal from the measurements to conclude that the first step of the interaction between the electrode surface and caffeine started with the adsorption process. The values of free adsorption Gibbs energy determined suggest a chemical and spontaneous process. However, in some experiments it was clear the chelating effect of the caffeine. The addition of acetic acid as contaminant it was observed a kind of synergism between caffeine and acetate anion. The inhibitory effect of the caffeine was visible even in the presence of a controlled amount of chloride as contaminant.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334709.pdf: 17590990 bytes, checksum: 02336f279ee95fa2eefa3f0bdc6c3634 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este estudo considera análises e otimizações termodinâmicas multivariáveis da performance de ciclos Rankine transcríticos e um Brayton supercrítico que utilizam CO2 (dióxido de carbono) como fluido de trabalho. Três variáveis dependentes foram usadas como figuras de mérito: a potência líquida produzida pelos ciclos e suas eficiências de primeira e segunda leis, todas calculadas em valores absolutos, bem como normalizadas por unidade de condutância global total, a qual é definida como a soma das condutâncias globais de todos os trocadores de calor usados no ciclo. As análises dos ciclos Rankine foram conduzidas em relação a duas variáveis independentes, a pressão máxima do CO2 no ciclo e a temperatura da fonte de calor, junto às seguintes configurações de ciclo: (i) um ciclo de potência básico, (ii) um ciclo com um recuperador, (iii) um ciclo com reaquecimento e (iv) um ciclo com um recuperador e reaquecimento, denominado ciclo combinado. O processo de otimização se baseou em rotinas de otimização e considerou fontes de calor latente e sensível. As análises do ciclo Brayton foram conduzidas com respeito a seis parâmetros independentes, a temperatura máxima e as pressões máxima e mínima do CO2, a temperatura e a vazão mássica da fonte de calor e a fração mássica no aquecedor, junto à configuração de ciclo combinado. Foi dada especial importância à otimização da eficiência de segunda lei normalizada e apenas fontes de calor sensíveis foram consideradas. Os resultados obtidos foram capazes de mostrar que enquanto as figuras de mérito em termos absolutos apresentaram tendências praticamente estabelecidas, as figuras de mérito normalizadas são altamente dependentes dos parâmetros considerados e claramente apresentam a existência de valores ótimos  os quais dependem da configuração do ciclo, das figuras de mérito consideradas, dos parâmetros de operação  os quais podem ser associados ao dimensionamento ótimo de plantas de potência.<br> / Abstract : This study considers multivariable thermodynamic performance analyzes and optimizations of four CO2 (carbon dioxide) transcritical Rankine cycles and one CO2 supercritical Brayton cycle. Three dependent variables were used as figures of merit: the net power produced by the cycles and their 1st and 2nd Law efficiencies, all calculated in absolute terms, as well as normalized per unit of total global conductance, which is defined as the sum of the global conductances of all heat exchangers used in the cycle. The analyzes of the Rankine cycles were performed with respect to two independent variables, the high pressure of CO2 within the cycle and the temperature of the heat source, along with the following cycle configurations: (i) a basic power cycle, (ii) a cycle with a recuperator, (iii) a cycle with re-heating and (iv) a cycle with a recuperator and re-heating, namely, combined cycle. The optimization process relied on optimization routines and considered latent and sensible heat sources. The analyzes of the Brayton cycle were carried out with respect to six independent variables, the maximal temperature and the high and low pressures of CO2, the temperature and mass flow rate of the heat source and the heater mass fraction, along with only the combined cycle configuration. The optimization was focused on the normalized 2nd Law efficiency and only sensible heat sources were considered. The results obtained were able to show that while the individually defined figures of merit mostly presented established trends, the normalized ones are highly dependent on the parameters considered and clearly show the existence of optimum values { which are a function of the configuration of the cycle, figures of merit considered, operation parameters { that may be associated to optimally sizing power plants.

CARVALHO, J. M. S. Síntese e caracterização de complexos carbonilicos, para possível aplicação como liberadores de CO. 2012. 97 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-17T19:32:20Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jmscarvalho.pdf: 3369009 bytes, checksum: 6310d8c89f65fed5a5d18100e88711de (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-03-22T15:51:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jmscarvalho.pdf: 3369009 bytes, checksum: 6310d8c89f65fed5a5d18100e88711de (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T15:51:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jmscarvalho.pdf: 3369009 bytes, checksum: 6310d8c89f65fed5a5d18100e88711de (MD5) Previous issue date: 2012 / Carbon monoxide is a small molecule view for years only as a poisonous substance, without any major role in the human body. But in recent years this view has changed dramatically with the publication of numerous scientific studies demonstrating the participation of this gas in various biological events with bactericidal, anti-inflammatory, neurotransmitter, protective of cardiac cells action, reducing rejection of transplanted organs and others. These important physiological roles played by carbon monoxide led scientists to develop systems that were capable of controllably releasing CO under physiological conditions, since the treatment of diseases by direct inhalation of the gas it is not very safe and it is technically complicated. These new molecules have been called corms ("carbon monoxide releasing molecule"), CO-releasing molecules. Among the corms synthesized to date, the CORM-3 and CORM-A1 were the most promising and these compounds have been published dozens of scientific articles with numerous tests of biological activity, which triggered a search for new CO-releasing compounds, able to release the gas in a controlled manner and under different conditions such as pH and light. The search for new CO-releasing that are efficient and controlled, is necessary and important as it allows the targeting of new applications. To achieve this goal, it is necessary to identify and develop systems that are best releasers under thermal conditions, application of light and pH change. For this purpose, this study was synthesized and characterized candidate compounds to act as corms, based on different systems to evaluate the release induced thermally and photochemical, especially exploiting the dependence of photo releasing with the wavelength of irradiation. / O monóxido de carbono trata-se de uma molécula pequena, vista durante anos como apenas uma substância venenosa e sem qualquer papel relevante no organismo humano. Porém, nos últimos anos esta perspectiva mudou radicalmente com a publicação de inúmeros trabalhos científicos demonstrando a participação deste gás em diversos eventos biológicos com ação bactericida, anti-inflamatória, neurotransmissora, ação de proteção de células cardíacas, redução de rejeição de órgãos transplantados dentre outras. Estes importantes papéis fisiológicos desempenhados pelo monóxido de carbono conduziram os cientistas a desenvolver sistemas que fossem capazes de liberar controladamente CO sob condições fisiológicas, uma vez que o tratamento de doenças através da inalação direta do gás não é um método muito seguro e tecnicamente complicado. Tais novas moléculas têm sido denominadas de CORMs (“carbon monoxide releasing molecule”), moléculas liberadoras de CO. Dentre os CORMs sintetizados até o momento os CORM-3 e CORM-A1 foram os mais promissores e com estes compostos já foram publicados várias dezenas de artigos científicos com inúmeros testes de atividade biológica, o que desencadeou uma busca por novos compostos liberadores de CO, capazes de liberar o gás de forma controlada e sob diferentes condições, tal como pH e luz. A busca por novos liberadores de CO que sejam eficientes e controlados é algo necessário e importante, pois possibilita o direcionamento de novas aplicações. Para alcançar esse objetivo, torna-se necessário identificar e desenvolver sistemas que sejam melhores liberadores sob condições térmicas, aplicação de luz e por alteração de pH. Com este intuito, neste trabalho sintetizou se e caracterizou se compostos candidatos a atuarem como CORMs, baseados em diferentes sistemas, para avaliar a liberação induzida termicamente, e fotoquimicamente, explorando principalmente a dependência da fotoliberação com o comprimento de onda de irradiação.

SIMÃO, Antônio Felipe Leite. Efeito inibitório do pré-condicionamento isquêmico a distância sobre a migração de neutrófilos: mecanismos e mediadores. 2010. 140 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2010. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2012-03-06T16:30:27Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_aflsimão.pdf: 1240434 bytes, checksum: eb336efc4efecb613952674e3f5ecb50 (MD5) / Approved for entry into archive by Eliene Nascimento(elienegvn@hotmail.com) on 2012-03-07T11:38:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_aflsimão.pdf: 1240434 bytes, checksum: eb336efc4efecb613952674e3f5ecb50 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-07T11:38:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_aflsimão.pdf: 1240434 bytes, checksum: eb336efc4efecb613952674e3f5ecb50 (MD5) Previous issue date: 2010 / Ischemic preconditioning (IPC) has been considered as a potent endogenous mechanism capable of inhibiting the inflammatory response. The migration of neutrophils (mn) is a central event in the development of inflammation. Our group has demonstrated that PCI inhibits mn in experimental models, however the mechanisms and mediators involved are not yet known. Aim: To study the involvement of mediators nitric oxide and carbon monoxide, adhesion proteins (ICAM-1 and β2-integrin) and expression of CXCR2 in the inhibitory effect of PCI on the distance min. Methods: The model of distance PCI was performed with a tourniquet in the right hind limb of mice for 10 minutes followed by 30 reperfusion. Involvement of NO and CO was investigated using inhibitors of iNOS (1400 W, 3 mg/kg or aminoguanidine (Amg), 50 mg/kg) and HO-1 (ZnPPIX, 10 mg/kg) as pretreatment 30 min. Later, peritonitis was induced by carrageenan (Cg) (500 mg/cav). Four hours later the peritoneal cavity (pc) was washed and leukocytes were counted. After that same procedure, the animals were subjected to intravital microscopy (IVM) to evaluate the effects of NO and CO in the mesenteric venules of 3rd order. Neutrophils from animals preconditioned and pre-treated or untreated, were used for testing chemotaxis in vitro, using the stimulus to chemokine KC (30ng/ml). The expression of GRK2 and CXCR2 in neutrophils was determined by flow cytometry and immunohistochemistry, respectively. The stakes and ICAM-1/CD54 β2-integrina/CD11b been investigated in knockout mice for genes of these molecules. The mn in these animals was evaluated according to protocol previously described by washed peritonela. In the investigation of the role of NO and CO in the modulation of cell adhesion protein (β2-integrin), we used iNOS inhibitor (1400W, 3 mg/kg or Amg, 50 mg/kg, sc), HO-1 (ZnPPIX, 10 mg/kg, sc) and guanylate cyclase (ODQ (5 µmol/kg, ip)) in pre-treatment 30 min before PCI. After peritonitis, blood was collected and the expression of CD11b on neutrophils was determined by flow cytometry. For statistical analysis, we used ANOVA/Bonferroni. P<0,05 was accepted. Results: The CO and NO inhibitors prevented the inhibitory effect of PCI on mn (P<0,05). Moreover, neutrophils from animals preconditioned showed reduced chemotaxis (p<0,05), a finding that correlated with decreased expression of CXCR2 in the membrane of neutrophils (p<0,05) and increased expression of GRK2. There was no change in chemotaxis or the expression of GRK2 when neutrophils were obtained from animals pre-conditioned and pretreated with inhibitors of CO, NO and sGC. Preconditioned animals showed a reduction in circulating neutrophils and the grip on IVM, which were prevented by pretreatment with inhibitors (P<0,05). The inhibitory effect of PCI was shown in knockout animals for β2-integrin, which was not observed in the knockout animals to ICAM-1. Moreover, neutrophils from animals preconditioned showed a significant reduction in the expression of CD11b, which was prevented in animals pretreated with inhibitors of iNOS, HO-1 and GCs. Conclusions: The results suggest that NO and CO act in the inhibitory effect of PCI via iNOS and HO-1 in place apart by modulating ICAM-1, β2-integrin and CXCR2 via GRK2. / O pré-condicionamento isquêmico (PCI) vem sendo considerado como um potente mecanismo endógeno capaz de inibir a resposta inflamatória. A migração de neutrófilos (mn) é um evento central no desenvolvimento da reação inflamatória. Nosso grupo tem demonstrado que o PCI inibe a mn em modelos experimentais, entretanto os mecanismos e mediadores envolvidos ainda não são conhecidos.Objetivo:Estudar a participação dos mediadores Óxido nítrico e Monóxido de carbono, proteínas de adesão (ICAM-1 e β2-integrina) e da expressão de CXCR2 no efeito inibitório do PCI a distância sobre a mn. Métodos:O modelo de PCI a distância foi realizado com um torniquete no membro posterior direito de camundongos durante 10 minutos seguidos de 30 de reperfusão. Participação do NO e CO foi investigada através de inibidores de iNOS (1400 W, 3 mg/kg ou Aminoguanidina (Amg), 50 mg/kg) e HO-1 (ZnPPIX, 10 mg/kg) como pré-tratamento de 30 min. Posteriormente, induziu-se peritonite comCarragenina(Cg) (500 mg /cav). Quatro horas após, a cavidade peritoneal (cp) era lavada e leucócitos eram contados. Após aquele mesmo procedimento, os animais foram submetidos a microscopia intravital (miv) para avaliar os efeitos do NO e CO nas vênulas mesentéricas de 3ª ordem.Neutrófilos de animais pré-condicionados e pré-tratados ou não, foram utilizados para o ensaio de quimiotaxiain vitro, usandocomo estímulo a quimiocina KC(30ng/ml). Aexpressão de CXCR2 e GRK2 dos neutrófilos foi determinada por citometria de fluxo e imunofluorescência, respectivamente.Asparticipações de ICAM-1/CD54 e β2-integrina/CD11b foram investigadas em camundongos nocautes para os genes dessas moléculas. A mn nesses animais foi avaliada segundo protocolo já descrito pelo lavado peritonela.Na investigação do papel do NO e CO na modulação da proteína de adesão celular (β2-integrina), utilizou-se inibidores da iNOS (1400W, 3 mg/kg ou Amg, 50 mg/kg, sc), HO-1 (ZnPPIX, 10 mg/kg, sc) eGuanilato Ciclase (ODQ (5 µmol/kg, ip)) em pré-tratamento de 30 min antes do PCI. Após peritonite, o sangue foi colhido e a expressão de CD11bem neutrófilos foi determinada por citometria de fluxo. Para análise estatística, utilizou-se ANOVA/Bonferroni. P<0,05 foi aceito. Resultados:Os inibidores de CO e NO preveniram o efeito inibitório do PCIsobre a mn (p <0,05). Além disso, os neutrófilos de animais pré-condicionados apresentaram redução de quimiotaxia (p <0,05),achado que se correlacionou com a diminuição da expressãode CXCR2 na membrana dos neutrófilos (p <0,05) e comaumento da expressão de GRK2. Não houve alteração da quimiotaxia, nem da expressão de GRK2 quando os neutrófilos foram obtidos a partir de animais pré-condicionados e pré-tratados com inibidores de de CO, NO e GCs. Os animais pré-condicionados apresentaram redução nos neutrófilos circulantes e da aderênciana miv, as quais foram prevenidas pelo pré-tratamento com os inibidores (p <0,05). O efeito inibitório do PCI persistiu em animais nocautes para β2-integrina, o que não se observou nos animais nocautes para ICAM-1. Além disso, os neutrófilos de animais pré-condicionados apresentaram redução significativa na expressão de CD11b, que foi prevenida nos animais pré-tratados com os inibidores de iNOS, HO-1 e GCs.Conclusões: Os resultados sugerem que o NO e CO atuam no efeito inibitório do PCI via iNOS e HO-1 em sitio distante, modulando ICAM-1, β2-integrina e CXCR2 via GRK2.

Nas últimas décadas, foram descobertas e estudadas diversas nanoestruturas baseadas em carbono, como os fulerenos, os nanotubos de carbono e o grafeno. Estas apresentam um conjunto de propriedades físicas excepcional, com vasto potencial de aplicação no desenvolvimento de novas tecnologias. Estes materiais também têm servido como blocos fundamentais para a criação de novas nanoestruturas, com propriedades físicas diferenciadas, que podem ser modificadas e controladas visando aplicações específicas. Estudos experimentais recentes nesta área são promissores, porém falta um maior entendimento fundamental destas novas estruturas e suas propriedades. O objetivo deste trabalho é propor novas nanoestruturas alternativas baseadas em carbono, buscar um melhor entendimento da estrutura de nanomateriais recentemente sintetizados e reportados na literatura e avaliar suas propriedades mecânicas através de simulações de dinâmica molecular, de modo a verificar se apresentam potencial para serem aplicados em dispositivos práticos no qual alta resistência mecânica e leveza sejam necessárias. Foram estudadas três classes de estruturas: superestruturas à base de anéis feitos com nanotubos de carbono (nanocorrentes e nanogrades) propostas neste trabalho, estruturas híbridas combinando grafeno e nanotubos, de forma a buscar uma estrutura mais resistente, reportadas recentemente na literatura (chamada de grafeno rebar), e superestruturas ramificadas utilizando nanofilamentos de diamante (diamond nanothreads) também sintetizados em estudos recentes. As superestruturas à base de anéis apresentaram excelentes propriedades mecânicas, apresentando resistência mecânica superior a materiais convencionais, porém com grande elasticidade, o que deve motivar mais estudos sobre essa emergente classe de nanomateriais. Os testes com o grafeno rebar permitiram demonstrar o conceito caraterístico da estrutura híbrida, onde os nanotubos agem como reforço estrutural para o grafeno. Finalmente, com base nos testes realizados, as superestruturas feitas a partir de nanofilamentos de diamante se mostraram instáveis para possível aplicação, tal que novas configurações devem ser buscadas. Estes resultados trazem um maior entendimento sobre a relação entre estrutura e propriedades destes nanomateriais, motivando futuros estudos teóricos e experimentais envolvendo a aplicação destas no desenvolvimento de novas tecnologias. / Several carbon-based nanostructures have been discovered and studied in the last decades, such as fullerenes, carbon nanotubes and graphene. These materials exhibit an outstanding set of physical properties, which can be applied in the development of new technologies. The same materials have also been used as building blocks for creating new nanostructures with different physical properties, which can be modified and controlled towards specific applications. Recent experimental studies in this area are promising, but a greater fundamental understanding of these new structures and their properties are still elusive. The objective of this dissertation is to propose novel carbon-based nanostructures, to obtain a better understanding of the structure of newly synthesized nanomaterials reported in the literature, and evaluate their mechanical properties using molecular dynamics simulations, in order to evaluate their suitability for the development of practical devices where strong and light-weight materials are required. Three types of carbon nanostructures were studied: superstructures based on rings made out of carbon nanotubes (nanochains and nanofences) proposed in this work, hybrid structures combining graphene and nanotubes, recently reported in the literature (called graphene rebar), and branched superstructures using diamond nanothreads (also synthesized in recent studies). Ring-based CNT superstructures exhibited excellent mechanical properties under tensile strain, with superior mechanical resistance compared to conventional materials, but with great elasticity. Tests with rebar graphene demonstrated that the nanotubes act as structural reinforcement for graphene. Finally, the branched superstructures based on diamond nanothreads proposed in this study were not stable, and alternatives should be investigated in the future. These results provide a better understanding of the relationship between structure and properties of the investigated nanomaterials, motivating future theoretical and experimental studies regarding their application in the development of new technologies.

Os estoques de carbono orgânico do solo (ECOS) nos ecossistemas naturais normalmente podem se manter em equilíbrio por longos períodos, porém as atividades antrópicas, especialmente a expansão da agricultura, usualmente provoca diminuição nos ECOS, com implicações nas funções ecossistêmicas e produtivas dos solos. Assim, a estimativa dos ECOS nos solos sob condições naturais e em agroecossistemas e a distribuição desses estoques na paisagem são questões científicas atuais. Este trabalho teve como objetivo amostrar solos para estimar os ECOS, compilar estudos sobre ECOS já publicados e avaliar comparativamente ECOS nas regiões dos Campos de Cima de Serra e na parte central do Planalto do Rio Grande do Sul. Para estabelecer os ECOS nestas áreas foram utilizados dados primários (coleta de amostras a campo e análises laboratoriais) e dados secundários (levantamentos, estudos e projetos de pesquisa já realizados), prioritariamente em camadas superficiais (0-30cm). A consolidação de dos resultados obtidos do campo e de estudos possibilitaram comparar os estudos existentes de forma tabular e visualizar em mapas considerando classes de solos e usos das terras. Considerando a camada mais superficial de 0-30 cm, os estoques médios (média geral dos valores medidos) na região dos Campos de Cima da Serra (173,5 Mg C ha-1) foram três vezes maiores que na região central do Planalto do Rio Grande do Sul (59,5 Mg C ha-1). De maneira similar, os ECOS nas camadas mais superficiais (0-10 e 0-20cm) também consideradas neste estudo também foram pelo menos duas vezes maiores nos Campos de Cima da Serra. Os mapas produzidos permitem visualizar a distribuição espacial destes estoques nas regiões. Estas informações podem ser usadas para definir políticas públicas no âmbito de agricultura conservacionista e auxiliar na atualização dos inventários nacionais de gases de efeito estufa. / Organic carbon stocks in soils under natural conditions are usually in equilibrium, but human intervention specially with the expansion of agriculture and silviculture leads to SOC (soil organic C) stocks losses. Thus, SOC stocks estimation and their distribution in the landscape is a crucial scientific topic. This study aimed to measure and benchmark current SOC stocks in fields from the Campos de Cima da Serra and the central part of the Planalto do Rio Grande do Sul. To update the SOC stocks in the study areas, primary data were assessed derived from field sampling and laboratory analysis) and secondary data (obtained from published surveys and research projects). Data from 0-30cm soil layer were primarily considered in this study. The consolidation of results from field and studies allowed to compare SOC stocks in tabular form and view maps considering soil types and land of uses. Considering the upper soil layer (0-30 cm), the average SOC stock (173.5 Mg C ha-1 - overall means of the measured values) in the region of Campos de Cima da Serra was three times higher than in the central section of the Planalto of Rio Grande do Sul (59.5 Mg C ha- 1). Similarly, SOC stocks in the shallower layers (0-10 and 0-20 cm) were at least twice as high in the Campos de Cima da Serra. The maps produced display the spatial distribution of measured or calculated SOC stocks. This information can be used to guide public policy for conservation agriculture programs and assist in conducting national greenhouse gas inventories.

A presente tese de doutorado apresenta, pela primeira vez, a produção de estruturas tridimensionais (3D) de nanotubos de carbono (NTC), nomeadas esponjas de NTC, por deposição química de vapor (CVD) empregando o catalisador sólido nanoestruturado em pó (magnésio ferrita - MgFe2O4). As nanopartículas de MgFe2O4 foram produzidas por síntese de combustão em solução (SCS). Esta técnica permite a produção de pós nanoestruturados de baixo custo e elevada qualidade. Sabe-se que as nanopartículas de MgFe2O4 são excelentes catalisadores para a produção de nanotubos de carbono (NTC). Propriedades como área superficial, inversão do espinélio, tamanho de cristalito, grau de aglomeração e sua correlação com as forças de van der Waals foram examinadas nesta tese. A síntese de arquiteturas 3D de NTC continua sendo um dos desafios mais importantes na nanotecnologia. Estes sistemas possuem um grande potencial para supercapacitores, eletrodos catalíticos, músculos artificiais e em aplicações ambientais. Nesta tese, realizou-se o estudo detalhado da influência dos parâmetros de síntese por CVD na obtenção de esponjas de NTC. Parâmetros como tempo de síntese, temperatura, fluxo de hidrogênio, fluxo de hexano e quantidade de catalisador empregado foram avaliados. A rota de síntese desenvolvida dispensa sistemas de aerossol, agentes dopantes e catalisadores comerciais, reduzindo significativamente o custo e a complexidade da síntese de esponjas de NTC, facilitando a reprodutibilidade. Ao final do estudo foi possível obter-se uma rota de síntese padrão com os seguintes parâmetros: 0,100 g de quantidade de catalisador, 100 cm3/min de fluxo de Hidrogênio, 40 minutos de tempo de síntese, 850º C de temperatura, 150 cm3/min de fluxo de Hexano e 300 cm3/min de fluxo de Argônio. Partindo deste padrão foi possível obter esponjas de NTC com tamanho de 8,78 mm de altura x 14 cm de comprimento x 9,9 mm de largura com cerca de 0,770 g. As esponjas sintetizadas apresentaram resistência à deformação mecânica e a temperatura, além de alta absorção de fluidos apolares (cerca de 1600 % em peso de gasolina e óleo diesel em apenas um minuto de contato). Estas propriedades indicam que as esponjas produzidas são fortes candidatas para aplicações ambientais. / This PhD thesis presents, for the first time, the production of carbon nanotube (CNT) sponges by chemical vapor deposition (CVD) employing solid nanopowered catalyst (magnesium-ferrite - MgFe2O4). Nanoparticles of MgFe2O4 were produced by solution combustion synthesis (SCS). This technique allows the production of low cost and high quality nanostructured powders. It is known that nanoparticles of MgFe2O4 are excellent catalysts for the production of carbon nanotubes. Properties such as surface area, spinel inversion, crystallite size, degree of agglomeration and its correlation with van der Waals forces were examined in this thesis. The synthesis of CNT 3D architectures remains one of the most important challenges in nanotechnology nowadays. These systems have high potential for application as supercapacitors, catalytic electrodes, artificial muscles and environmental applications. In this thesis, it was carried out a detailed study of the influence of the CVD synthesis parameters in the obtaining of CNT 3D Sponges. Parameters such as synthesis duration time, temperature, hydrogen flow, hexane flow and amount of catalyst employed were evaluated. The developed synthesis route dispenses aerosol systems, dopant agents and commercial catalysts, reducing significantly the synthesis cost and complexity, in a synthesis of easy reproducibility. At the end of the study, t was possible to obtain a standard synthesis route with the following parameters: 0.100 g of catalyst amount, 100 cm 3 / min of Hydrogen flow, 40 minutes of synthesis time, 850 ° C of temperature, 150 cm 3 / min of Hexane flow and 300 cm 3 / min of Argon flow. From this standard it was possible to was possible to obtain 3D CNT sponges with a size of 8.78 mm in height x 14 cm in length x 9.9 mm thick, weighting about 0.770 g. Macrostructure resistance to mechanical deformation and temperature, besides the high absorption of non-polar fluids (about 1600 wt. % to gasoline and diesel oil in only one minute of contact between them), indicate that the produced sponge is a strong candidate for environmental applications.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-13T20:01:26Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 2671185 bytes, checksum: 92607db6f0dd809e28ad630722749705 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-06T16:12:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 2671185 bytes, checksum: 92607db6f0dd809e28ad630722749705 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T16:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 2671185 bytes, checksum: 92607db6f0dd809e28ad630722749705 (MD5) / Esta tese tem como objetivo principal avaliar a remoção simultânea de carbono e nitrogênio (RSCN) em reator anaerobio-anoxico por meio da modelagem matem atica e simulação. Na primeira etapa da pesquisa, o Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) foi implementado no software Matlab/Simulink e ajustado aos dados experimentais obtidos a partir de um digestor anaerobio utilizado para estabilizaçãao do lodo de esgoto doméstico. Os resultados mostram uma boa concordãncia entre os dados experimentais e os simulados para as concentraçãao de propionato, acetato, produção e composição de biogás e pH, corroborando a potencialidade de utilização do modelo para prever o comportamento dos processos biológicos de digestão anaerobia. Na segunda etapa, foi desenvolvida uma extensão do ADM1 incluindo o processo de desnitricação, para simular o efeito do tempo de detenção hidráulica (TDH) e da relação DQO/NO􀀀 3 na RSCN em um reator anaerobio-anoxico tratando aguas residuárias doméstica. O modelo foi calibrado com dados experimentais previamente publicados e obtidos a partir de ensaios em bateladas. Os experimentos foram conduzidos em reatores operados em bateladas, alimentados com substrato sintético (1500mg DQO.L􀀀1) e inoculados com lodo oculento (500 mg SSV.L􀀀1) proveniente de um reator UASB. Diferentes concentrações de nitrato de potássio foram adicionadas nos reatores a m de obter relações de DQO/NO􀀀 3 de 40 e 150, respectivamente. Adicionalmente, foram realizadas simulações para avaliar a RSCN em um reator anaer obio-an oxico operado em regime contínuo considerando 6 cenários diferentes. Os cenários propostos foram baseados na caracterização afluente típica de águas residuárias doméstica. O modelo foi calibrado satisfatoriamente e os resultados simulados revelaram que o melhor cenário para ocorrência da RSCN foi com a relação DQO/NO􀀀3 e TDH iguais a 10 e 15 horas, respectivamente. Por m na terceira etapa, o modelo ADM1 foi adaptado para avaliar a RSCN em um reator anaerobio-anoxico tratando aguas residuárias sintética simulando efluente de processamento de pescado. O modelo foi calibrado e validado a partir de dados experimentais obtidos em ensaios em bateladas. Os resultados simulados mostraram boa aderência aos dados experimentais, com um erro médio absoluto variando entre 15 e 38% na calibração e 19 e 36% na validação. Os resultados obtidos nessa pesquisa mostraram que as adaptações do ADM1 para RSCN de águas residuárias de origens doméstica e de processamento de pescado podem ser utilizadas como uma ferramenta para melhor compreensão da RSCN, permitindo a definição de melhores condições de operação e processo.

Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-08-14T20:35:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21267 bytes, checksum: 73e23c2acaaf13389e092bd813e3223d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEspectroVibracional.pdf: 1575033 bytes, checksum: 50d997fda2a8a7c6cca9b508fff621ab (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-25T16:18:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21267 bytes, checksum: 73e23c2acaaf13389e092bd813e3223d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEspectroVibracional.pdf: 1575033 bytes, checksum: 50d997fda2a8a7c6cca9b508fff621ab (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-25T16:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21267 bytes, checksum: 73e23c2acaaf13389e092bd813e3223d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEspectroVibracional.pdf: 1575033 bytes, checksum: 50d997fda2a8a7c6cca9b508fff621ab (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho realizamos simulações de Dinâmica Molecular para estudar o espectro vibracional dos nanotubos de carbono de parede simples. Foram utilizados dois potenciais empíricos: AIREBO e ReaxFF. Revisamos a literatura sobre as propriedades espectrais e vibracionais de nanotubos de carbono, bem como aplicações de espectroscopia Raman. Além disso, apresentamos as principais características da técnica de simulação computacional e dos potenciais empíricos utilizados. Finalmente, mostramos os resultados obtidos nas simulações empregando diferentes condições de adsorção de átomos de hidrogênio aos nanotubos. Através das simulações verificamos que se mais de 104 átomos de hidrogênio forem absorvidos nos nanotubos, essas estruturas tornam-se mecanicamente instáveis à temperatura de 300 K. No entanto, a 100 K, os tubos são estáveis, mesmo que totalmente cobertos com átomos de hidrogênio. Os espectros vibracionais dos nanotubos foram estudados por meio da investigação da banda-G. Os resultados obtidos com AIREBO, em comparação com ReaxFF, são significativamente diferentes. Embora os resultados obtidos com AIREBO não mostrem nenhuma separação dos modos de vibração óptica transversais horizontais e verticais, o método utilizando ReaxFF foi capaz de detectar tal efeito. Além disso, as simulações indicaram que a absorção de hidrogênios nas laterais dos nanotubos de carbono causa deformações estruturais. ________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this work we performed Molecular Dynamics simulations to study the vibrational spectra of single-wall carbon nanotubes. Two empirical models were used, namely, AIREBO and ReaxFF. We have reviewed the literature about spectral and vibrational properties of carbon nanotubes as well as Raman spectroscopy applications. Also, we present the main characteristics of the computational simulation technique and the empirical potentials used. Finally, we show the results obtained in the simulations employing different conditions of adsorption of hydrogen atoms in the nanotubes. We find that if more than 104 hydrogen atoms are adsorbed in the tube these structures become mechanically unstable at temperature of 300 K. However, at 100 K, the tubes are stable even if completely covered with hydrogen. The vibrational spectra of the nanotubes was studied by investigating the G-band. The results obtained with AIREBO compared to ReaxFF are significantly different. While the results obtained with AIREBO show no separation of the horizontal and vertical transverse optical vibrational modes, the method using ReaxFF was able to detect such an effect. In addition, the simulations indicate that the absorption of hydrogen on the sides of the carbon nanotubes cause some structural deformations.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-23Bitstream added on 2014-06-13T19:43:37Z : No. of bitstreams: 1 elisei_cca_dr_guara.pdf: 9236786 bytes, checksum: 11aa6a238a1bba073997e41684b859f2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As necessidades do mercado por materiais mais resistentes e econômicos resultaram na pesquisa e desenvolvimento de novos aços. Neste contexto surgiram os aços de alta resistência e baixa liga que podem ter microconstituintes diferenciados dependendo do processamento térmico ou termomecânico aplicado. Por meio desses processamentos, a formação de estruturas multifásicas, bainíticas ou bifásicas tem sido conseguida. Este trabalho tem como objetivo caracterizar o efeito de diferentes tratamentos térmicos sobre as propriedades mecânicas obtidas do ensaio de tração e impacto e microestruturais de um aço microligado com baixo teor de carbono e silício. Para isto, foi realizado um tratamento de austenitização a partir de 950ºC, seguido de tratamento isotérmico a 500ºC para a obtenção do constituinte bainítico. Para a obtenção da estrutura multifásica foram realizados dois tratamentos de recozimento intercrítico (760ºC e 800ºC) seguidos de tratamento isotérmico a 500ºC por dois tempos de permanência (3 e 10 minutos), foram também realizados dois tratamentos de têmpera intercrítica (760ºC e 800ºC) para obtenção da estrutura bifásica foram realizados. Para a caracterização microestrutural foram utilizadas a microscopia óptica, eletrônica de varredura e de força atômica. Foram necessárias a utilização de diferentes reagentes químicos (Nital a 2%, metabissulfito de sódio, LePera e a técnica de Heat tinting), para a identificação das fases por microscopia óptica. O nital foi utilizado para realçar os contornos de grão tanto para a realização da microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica, assim como para a realização das medidas de tamanho e grão ferrítico. Pelos resultados obtidos pode-se verificar a obtenção das estruturas desejadas de cada tratamento, principalmente de austenita retida partindo-se de... / The needs of the industries by more strength and economic materials have been generated research and development of new steels. In this context came the high-strength and low alloy steels that may have different constituents depending on the heat processing or thermomechanical applied. Through these processes the formation of multiphase, bainitics or dual-phases structures have been achieved. This study aimed to characterize the effect of different treatments on the mechanical properties obtained from the testing of tensile and impact of a steel and microstructural microalloy low carbon and silicon. For this was done a treatment of austempering to 950°C followed by isothermal treatment to 500ºC to obtain the bainitic constituent. To obtain the structure of multiphase two intercritical treatments (760°C and 800°C) followed by isothermal treatment to 500ºC for two times (3 and 10 minutes) were made. And two quenching treatments (760°C and 800°C) to obtain the dual phase structure were made. For the microstructural characterization were used optical microscopy, electronic scanning and atomic force. As required the use of different chemical etchants (nitric acid to 2%, sodium metabisulphite, LePera and the heat tinting technique) to identify the phases through optical microscopy, and the nitric acid was used to highlight the grain for both attainment of scanning electron microscopy, atomic force microscope, as well as to carry out the measures of grain size and ferritic. Through the results can be the achievement of desired structures of each treatment mainly the verification of obtaining retained austenite on steel with low silicon and aluminum and that small variations in microconstituents can affect the mechanical properties of the material . You can also observe and identify the phases obtained in the heat treatments with the aid of microscopy techniques already mentioned.