Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Carlos de Moura Neto / Banca: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-12-08Bitstream added on 2014-06-13T18:40:02Z : No. of bitstreams: 1 arceferrufino_gla_me_guara.pdf: 1056072 bytes, checksum: 1cac7a1cd9ce6c0468bceb4898770311 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O dióxido de carbono (CO2) é um importante gás de efeito estufa. No entanto, um aumento gradual ameaça substancialmente o clima. Um dos principais desafios do planejamento ambiental é identificar um modelo que vincule todos os fatores do ciclo de carbono, ou seja, oceano – ecossistema terrestre – emissão antropogênica – atmosfera. Princípios básicos de Termodinâmica podem ser aplicados em uma modelagem estatística com bases em séries históricas para obter concentrações de CO2 na atmosfera, possibilitando a construção de cenários para uma melhor tomada de decisões. Por este motivo, foi desenvolvido no trabalho um modelo que interliga todos os fatores do ciclo de carbono, focalizando em quatro zonas térmicas ou climáticas (Boreal, Temperada, Tropical, Polar), para cálculos de armazenamento de CO2 atmosférico. Os resultados mostram que no ano 2100 se atingirá uma concentração de CO2 quatro vezes maior do que antes do período pré-industrial. A zona temperada emite quase a metade de dióxido de carbono à atmosfera na atualidade; para o ano 2100, essa emissão aumentará a quinze vezes mais que a zona tropical. A China será responsável em uma proporção de vinte quatro a onze com relação aos Estados Unidos. A estabilização das concentrações de CO2 na atmosfera será obtida quando as emissões de dióxido de carbono antropogênico tiverem uma diminuição de mais do que trinta e quatro por cento para o ano 2100 na zona temperada. / Carbon dioxide (CO2) is the most important greenhouse gas. A gradual increase on its atmospheric concentration threatens significantly the climate. One of the main challenges of environment planning is to identify a model that connects all factors that determine the carbon cycle, that is, ocean – terrestrial ecosystem – anthropogenic emissions – atmosphere. Basic thermodynamic principles can be applied in a statistical modeling with historic time series to obtain atmospheric CO2 concentration, creating the possibility of construction of scenarios that will help decision making. A model that links all carbon cycle factors was developed in this dissertation work, focusing in four thermal of climatic zones (Boreal, Temperate, Tropical, and Polar) for calculations of atmospheric CO2 storage. Results show that in 2100, the atmospheric CO2 concentration will reach a value four times higher than that of the pre-industrial period. The temperate zone already emits almost half of the carbon dioxide to the atmosphere; by 2100, this emission will increase 15 times more than that corresponding to the tropical zone. China will be responsible for emissions in a proportion of 24 to 11 in comparison to that of the United States. Stabilization of CO2 concentrations in the atmosphere will be obtained when the anthropogenic carbon dioxide emissions attain a decrease of at least 34% in 2100 in the temperate zone.

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.

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.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-05T17:25:12Z No. of bitstreams: 1 2014_JoaoVictorSantiagodaSilva.pdf: 4630183 bytes, checksum: d518850959458551781af5be6dd49ea7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-05T17:40:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JoaoVictorSantiagodaSilva.pdf: 4630183 bytes, checksum: d518850959458551781af5be6dd49ea7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-05T17:40:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JoaoVictorSantiagodaSilva.pdf: 4630183 bytes, checksum: d518850959458551781af5be6dd49ea7 (MD5) / A reação de ativação de ligações C-H tem se apresentado como uma ferramenta versátil na obtenção de produtos funcionalizados, sem a obrigatoriedade da utilização de substratos previamente funcionalizados. Este trabalho teve como finalidade o desenvolvimento de sistemas cataliticamente competentes para a formação de ligações C-C transanulares, via ativação de ligações Csp3-H de sistemas oxamacrocíclicos insaturados, onde o metal de transição catalisador foi empregado em quantidades subestequiométricas. Foram sintetizados dois oxamacrociclos insaturados, via duas rotas sintéticas distintas, que foram empregados em uma série de reações teste para a ativação Csp3-H. Nos sistemas catalíticos testados, foi observada a competição entre duas possíveis reações de ativação: ligação Csp3-H _ ao oxigênio, seguida de transanulação e ligação Csp3-Halílica para formação de acetatos alílicos. A formação do oxapoliciclo desejado, viaformação de ligações C-C transanulares, pela ativação Csp3-H, foi evidenciado pela técnica de CG/EM, com um rendimento de 25% para a melhor condição reacional empregada. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The CH bond activation reaction is a versatile tool for obtaining functionalizedproducts without the use of pre-functionalized substrates. This work aimed atthe development of competent catalytic systems for transannular C-C bondformation by the Csp3-H bond activation of unsaturated oxamacrocyclessystems, where the transition metal catalyst was used in substoichiometricamounts. Two unsaturated oxamacrocycles were synthesized by two differentsynthetic routes. These macrocycles were employed in a series of test reactionsfor Csp3-H bond activation. For the catalytic systems tested, competition wasobserved between two possible activation reactions: Csp3-H bond _ to oxygenfollowed by transanulation and allylic Csp3-H bond to the formation of allylacetates. The best reaction condition for construction of the desiredoxapolicycle by C-C bond formation after Csp3-H activation gave the product in25% yield.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-24T19:06:54Z No. of bitstreams: 1 2013_JoseDanielEcheverriVergara.pdf: 1717181 bytes, checksum: 83104ad5d1a0114f5ddf6df01cdca4c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-25T15:26:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_JoseDanielEcheverriVergara.pdf: 1717181 bytes, checksum: 83104ad5d1a0114f5ddf6df01cdca4c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-25T15:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_JoseDanielEcheverriVergara.pdf: 1717181 bytes, checksum: 83104ad5d1a0114f5ddf6df01cdca4c3 (MD5) / As florestas têm papéis importantes na mudança do clima, pois produzem combustíveis que quando são gerenciados de uma forma sustentável são uma alternativa benigna em substituição dos combustíveis fósseis, já que contribuem com absorção das emissões de CO2 em sua biomassa, nos solos e nos produtos delas derivadas. O plantio de novas florestas para fins energéticos pode ajudar a mitigar as mudanças do clima retirando CO2 da atmosfera. Sob certas condições, essas florestas podem crescer relativamente rápida, absorvendo o CO2 a taxas mais altas que nas florestas naturais. No caso do eucalipto, espécie estudada neste trabalho, o rápido crescimento fornece boa absorção de CO2 da atmosfera referente ao emitido durante a queima na geração de energia. Uma alternativa para a quantificação e estimativa da quantidade do CO2 absorvido pela floresta é a medida do potencial produtivo de florestas de eucalipto (PPL) que, com o emprego de modelos de ecossistemas que variam tanto em seus aspectos biogeoquímicos quanto nas suas resoluções temporais e espaciais pode-se estimar o PPL. Os modelos selecionados para este estudo foram o 3-PG e o Biome-BGC. A partir dos resultados obtidos na modelagem, foi possível verificar a aplicabilidade dos dois modelos 3-PG e Biome-BGC na estimativa da PPL e outras variáveis de saída para uma floresta energética de eucalipto na região do cerrado. O estudo revelou ainda que tem parâmetros de entrada nos modelos que precisam ser medidos com uma boa precisão, já que em função desses, a variação da PPL é muito grande. Finalmente o estudo revelou a importância de confrontar os dados obtidos pelos modelos 3-PG e Biome-BGC com dados experimentais, para melhorar o desempenho na estimativa baseado na modelagem. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Managed Forests have important roles in climate change due to their contribution to CO2 sequestration stored in their biomass, soils and products therefrom. Terrestrial net primary production (NPP, KgC/m2), equal to gross primary production minus autotrophic respiration, represents the carbon available for plant allocation to leaves, stem, roots, defensive compounds, and reproduction and is the basic measure of biological productivity. Tree growth, food production, fossil fuel production, and atmospheric CO2 levels are all strongly controlled by NPP. Accurate quantification of NPP at local to global scales is therefore central topic for carbon cycle researchers, foresters, land and resource managers, and politicians. For recent or current NPP estimates, satellite remote sensing can be used but for future climate scenarios, simulation models are required. There is an increasing trend to displace natural Brazilian Cerrado to Eucalyptus for paper mills and energy conversion from biomass. The objective of this research exercise is to characterize NPP from managed Eucalyptus plantation in the Brazilian Cerrado. The models selected for this study were the 3-PG and Biome-BGC. Therefore the results obtained in modeling, it was possible to verify the applicability of the two models 3-PG and Biome-BGC in estimate of NPP to eucalyptus energy forest in a Brazilian cerrado region. The study also revealed that have input parameters in models that need to be measured with a good accuracy, because in function of these parameters, the NPP variation is very large. Finally the study revealed the importance of confronting the data obtained by 3-PG and Biome-BGC with experimental data to improve performance modeled-based estimation.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geologia, 2006. / Submitted by Fernanda Weschenfelder (nandaweschenfelder@gmail.com) on 2009-10-07T19:50:55Z No. of bitstreams: 1 2006_Cintia Melazo Dias.pdf: 4634963 bytes, checksum: 758314d9ec5efba3aee170fe32fcf97f (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-13T14:36:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Cintia Melazo Dias.pdf: 4634963 bytes, checksum: 758314d9ec5efba3aee170fe32fcf97f (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-13T14:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Cintia Melazo Dias.pdf: 4634963 bytes, checksum: 758314d9ec5efba3aee170fe32fcf97f (MD5) Previous issue date: 2006-10 / O 14C é o único isótopo radioativo do carbono. Possui meia-vida de 5730 anos e é formado na estratosfera inferior (75 %) e na troposfera superior (25 %) via absorção de nêutrons, originários da radiação cósmica, por átomos de nitrogênio o ( N n C H 1 1 14 6 1 0 14 7 + → + ). Usinas nucleares também produzem 14C, em menor quantidade relativa à produção natural, mediante reação dos nêutrons da fissão e átomos de oxigênio e nitrogênio, principalmente. Esses elementos estão presentes no combustível e moderador e/ou refrigerante (nitrogênio ocorre como impureza). O 14C liberado se transforma em 14CO2 e incorpora-se à cadeia alimentar pelo processo da fotossíntese. Devido à sua longa meia-vida e importância biológica, quantificar as emissões tornou-se obrigatório em vários países no mundo. No Brasil, a Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto (CNAAA) possui três plantas do tipo PWR, duas em operação, Angra I (657 MWe) e Angra II (1350 MWe), e a terceira, Angra III (1309 MWe), ainda em fase de construção. Angra I é um reator de fabricação americana (Westinghouse) e Angra II e III, alemã (Siemens). O objetivo desta pesquisa foi medir as concentrações de 14C nos efluentes gasosos (termo fonte) liberados pelas usinas de Angra I e II, bem como em amostras ambientais - ar atmosférico, plantas e solos - coletadas na área de influência da CNAAA (até cinco km de distância dos reatores). A tese está dividida em duas partes. A primeira consiste de extensa revisão sobre o assunto e a segunda é composta por quatro artigos. O artigo (1) trata da investigação das concentrações de 14C liberadas nos efluentes gasosos de Angra I e Angra II. Para amostragem em Angra I, um painel foi desenvolvido e implementado em junho de 2005. O 14C pode ser emitido em diferentes formas químicas: CO2 e hidrocarbonetos, principalmente. Em PWRs, os hidrocarbonetos são liberados preferencialmente (80 %). No sistema de Angra I, tanto os hidrocarbonetos como o CO2 foram amostradas. Em Angra II, o painel de amostragem funciona desde o início da operação da usina (2001), mas não discrimina as diferentes frações químicas. Os hidrocarbonetos são transformados em CO2 com o uso de um catalisador. O método da cintilação em meio líquido foi utilizado para as medidas das amostras. No artigo (2) discute-se a dispersão atmosférica do 14C com base nos resultados das análises de ar atmosférico coletado até três km de distância da CNAAA e em diferentes setores do vento. Na amostragem, empregou-se uma bomba de ar acoplada a um vidro borbulhador contendo solução de NaOH. À solução borbulhada, adicionou-se BaCl2 para precipitação do BaCO3. Para as medidas das amostras de BaCO3 foi utilizado o sistema de espectrometria de massa com único estágio de aceleração (SSAMS), localizado do Laboratório de Datação Radiocarbônica do Departamento de Geologia da Universidade de Lund, em Lund, na Suécia. O artigo (3) traz os resultados dos níveis de 14C medidos em gramíneas coletadas até uma distância de cinco km dos reatores, em diferentes direções do vento. As amostras foram medidas com uso do SSAMS. O quarto e último artigo envolve a análise dos solos para investigação de acúmulo de 14C devido ao funcionamento das usinas. Os solos foram coletados numa distância de, aproximadamente, um km dos reatores, na direção preferencial dos ventos, e a 50 km dos mesmos, numa área de preservação (referência), fora da influência das usinas. As medidas foram feitas com o uso do SSAMS. Medidas de carbono total, &13C e 137Cs também foram realizadas. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / 14C is a is a long-lived beta-emitting nuclide (T1/2 = 5730 years) produced naturally in the upper atmosphere as a result of reactions between neutrons and stable 14N(14N(n,p)14C). Although in a lesser extent, nuclear power plants produce 14C as well during their routine operation. Since it is converted in 14CO2 and mixed throughout the atmosphere, it is incorporated into plant tissues, via photosynthesis process, and hence in food chain. Because of the biological importance of 14C and long half-life, it is of interest to quantify the amounts released by nuclear industry. The Brazilian nuclear central named Nuclear Central Admiral Álvaro Alberto (CNAAA) has two nuclear reactors of PWR type in operation, Angra I (657 MWe) and Angra II (1350 MWe), and one under construction, Angra III (1309 MWe PWR). The aim of this study was to determine the strength of the sources and the 14C content in the environment through analyses of air, vegetation and soils taken within 5 km (the influenced area) of CNAAA. The thesis consists of an extensive review about the subject (part one) and of four papers (part two). The first paper is about the determination of 14C concentrations released by reactors (source strength). For Angra I, a device was developed in order to sample the gaseous effluents and for Angra II, a commercial monitoring system had already been implemented since its initial operation (2001). The 14C can be emitted as hydrocarbons, CO or CO2, depending on the type of reactor. For PWRs, the main chemical form released is hydrocarbons (80 %). The monitoring system of Angra I was planned to determine both CO2 and hydrocarbon fractions but in Angra II, all hydrocarbons are converted to CO2 by using a Pd/Al2O3 catalyst at 450 °C. The liquid scintillation was the method employed to measure the samples. The second one concerns the atmospheric dispersion of the released radiocarbon through measurements of air samples taken with 3 km from power plants, in five different wind directions. The sampling system consisted of a pump connected to a trapping column filled with 3 M NaOH solution. The trapped CO2 was, then, precipitated as BaCO3 using a BaCl2 solution. For the measurements, the single stage accelerator mass espectrometry system (SSAMS) was used. This system belongs to the Radiocarbon Laboratory located in Geology Department of Lund University, in Sweden. The third paper is the investigation of 14C content in vegetation samples. Since food chain starts with plants, these measurements are useful to estimate radiation exposure to local population. Grass samples were taken up to five km from power plants, in seven different wind directions. The SSAMS was employed for the analyses. The last paper involves the study of soils taken just close to power plants (within 1 km) and at 50 km far from them, in a reference area. Not only 14C content was determined but analyzes of δ13C, total C and 137Cs were also made. SSAMS was used for the 14C measurements.

Neste trabalho nanocompósitos de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) com poliedros oligoméricos silsesquioxanos (POSS) e nanotubos de carbono (CNT) foram preparados através de processamento no estado fundido utilizando uma câmara de mistura. As propriedades morfológicas, a microestrutura, as propriedades viscoelásticas, térmicas, reológicas e elétricas de ambos os nanocompósitos foram avaliadas através de microscopia eletrônica de transmissão (TEM), difração de raios-X (XRD), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise dinâmico-mecânica (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análises reológicas e medidas de condutividade elétrica. A presença do POSS causou mudanças na morfologia e na microestrutura do PVDF. Foi constatada a coexistência de duas fases cristalinas distintas nestes materiais. O POSS não teve influência significativa na resposta dinâmico-mecânica do material, porém atuou como lubrificante no sistema, quando este se encontrava no estado fundido. Houve uma diminuição da condutividade elétrica do material com a incorporação de POSS. Os nanotubos de carbono também causaram mudanças na morfologia e na microestrutura do PVDF. O aumento da concentração de nanotubos de carbono causou uma mudança no comportamento reológico dos materiais de predominante líquido viscoso para resposta tendendo a sólido elástico. Os nanocompósitos com nanotubos de carbono apresentaram um aumento na condutividade elétrica em função da concentração de nanotubos. A aplicação da tensão de compressão provocou um aumento na condutividade elétrica do material de aproximadamente 8 a 12 vezes. Isto comprova que este material apresenta potencial para ser usado como sensor de pressão ou em aplicações eletro-eletrônicos. / In this work nanocomposites of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) with polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) and carbon nanotubes (CNT) were prepared through melt processing using a mixing chamber. The morphological properties, microstructure, viscoelastic, thermal, rheological and electrical properties were evaluated through transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), dynamical mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetry ( DSC), rheological analysis and electrical conductivity measurements. The presence of POSS caused changes in the morphology and microstructure of PVDF. It was found the coexistence of two distinct crystalline phases in these materials. The POSS did not significantly influence the dynamical mechanical response. However, it acted as a plasticizer in the system, when it was in the molten state. There was a decreasing in the electrical conductivity of the material with POSS loading. The carbon nanotubes caused changes in the morphology and microstructure of PVDF as well. The carbon nanotubes load changed the material rheological behavior from uppermost viscous liquid to pseudo solid like behavior. The carbon nanotubes nanocomposites showed an increasing in the electrical conductivity as a function of nanotubes loading. The application of mechanical tension caused an increasing in the electrical conductivity of about 8 to 12 orders of magnitude. This fact supports the idea that this material has potential to be used as pressure sensor or in electro-electronic applications.

Este trabalho refere-se a utilização do modelo computacional Century que permite a simulação da dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) quando submetido ao uso agrícola ou florestal. O modelo Century combinado com técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto foi utilizado para avaliar a dinâmica espaço temporal do COS de uma pequena bacia hidrográfica rural (PBHR) localizada na encosta superior do nordeste do Rio Grande do Sul que vem sendo submetida ao cultivo de fumo desde os anos 60. Resultados deste trabalho mostraram que o maior impacto da exploração agrícola sobre o estoque original de COS ocorreu sobre a unidade de simulação da unidade de mapeamento 3 (UM 3), composta pelos solos CXvd+RRd e RRd +CXvd, utilizada com agricultura desde 1925, onde verificou-se para um período de oitenta anos um decréscimo de 60% do carbono orgânico total (COT) original do solo. Por outro lado, verificou-se que as menores alterações do COS ocorreram na unidade de simulação da unidade de mapeamento 1 (UM 1), composta pelos solos ACt1+CXvd+RRd, onde a transformação da floresta em área cultivada ocorreu no ano de 1985. Nessa unidade houve um decréscimo de 28% do COT original do solo em 20 anos de cultivo intensivo com a cultura do fumo (1985 a 2005). Nas simulações dos cenários futuros para um período de cinquenta anos (2005 a 2055), verificou-se que somente o sistema de plantio direto com rotação de fumo-aveia / milho-aveia foi capaz recuperar o conteúdo de COS das áreas cultivadas da bacia. / Century is a computerized modeling program that can be used to simulate the dynamics of soil organic carbon (SOC) under different land uses. In this study, the Century model was combined with geoprocessing and remote sensing techniques to evaluate changes in SOC over time and space in a small rural watershed on the upper slope of the Rio-Grandense plateau, in northeastern Rio Grande do Sul, Brazil. The study area has been used for tobacco cultivation since the 1960s. Results show that the greatest decline in SOC due to agriculture occurred on the simulation unit in which unit of mapping 3 (UM 3), composed for soils Dystrudept and Hapludult, has been under cultivation since 1925. In this unit, there was a 60% decrease in total organic carbon over the course of 80 years (1925-2005). The simulation unit with the least significant impact on SOC represents unit of mapping 1 (UM 1), composed for soils Paleudult, Dystrudept and Hapludult, that was converted from forest into agricultural use in 1985. This unit showed a 28% decrease in total organic carbon over 20 years of intensive cropping (1985 to 2005). Simulations of possible scenarios for the next 50 years showed that only a no-till system rotating tobacco-oats / maize-oats would be capable of restoring the SOC content of the cultivated areas of the watershed.