Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2018. / Submitted by Robson Amaral (robsonamaral@bce.unb.br) on 2018-05-11T13:53:19Z No. of bitstreams: 1 2018_AlysonSilvadeAraujo.pdf: 3066304 bytes, checksum: cf95de43c6b402d277baf1937a0b984f (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-06-07T12:18:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AlysonSilvadeAraujo.pdf: 3066304 bytes, checksum: cf95de43c6b402d277baf1937a0b984f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T12:18:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AlysonSilvadeAraujo.pdf: 3066304 bytes, checksum: cf95de43c6b402d277baf1937a0b984f (MD5) Previous issue date: 2018-06-07 / Macrophomina phaseolina é um importante patógeno habitante do solo, associado ao “damping- off” e podridões de raízes e caules em mais de 700 espécies de plantas. O uso de biochar (BCH) de lodo de esgoto, aplicado ao solo, tem despertado interesse em diferentes estudos para o controle de doenças em plantas, proporcionando uma inibição ou mesmo suprimindo fitopatógenos. O controle biológico é evidenciado por ser uma alternativa eficaz para o manejo de diferentes fitopatógenos. Trichoderma é um dos mais estudados e utilizados agentes de biocontrole de doenças vegetais em todo o mundo. O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos da aplicação ao solo de BCH, Trichoderma harzianum e da associação BCH + T. harzianum sobre M. phaseolina em aspectos agronômicos das culturas de soja, milho, feijão e algodão inoculadas ou não com o fitopatógeno. Foi avaliado o efeito direto de concentrações (0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0%) de BCH sobre o crescimento micelial de isolados de M. phaseolina. Foi observado ainda a capacidade de biocontrole por meio do uso do pareamento de cultura (T. harzianum x M. phaseolina) com ou sem biochar. Além disso, foi avaliado o uso de BCH, do T. harzianum, e da associação BCH + T. harzianum em plantas de feijão e soja para controle de M. phaseolina em experimento conduzido em casa de vegetação. Biochar de lodo de esgoto, pirolisado a 500 oC e utilizado em baixa concentração (0,5%), possui efeito direto no controle in vitro de diferentes isolados de M. phaseolina. No entanto, concentrações mais elevadas do BCH estimulou o crescimento do fungo. Trichoderma harzianum (linhagem 1306) inibiu o crescimento micelial de M. phaseolina, em meio de cultura com ou sem biochar. Macrophomina phaseolina afeta negativamente: (a) a germinação e sobrevivência de plantas de soja e; (b) a germinação, sobrevivência e número de vagens de plantas de feijão comum. O isolado 428 de M. phaseolina reduziu todos os índices agronômicos (germinação, sobrevivência, número de vagens, massa fresca e seca) de plantas de feijão. O uso de BCH aumentou o número de vagens em plantas de soja, inoculadas ou não com M. phaseolina. A associação T. harzianum + BCH de lodo de esgoto aumentou o número de vagens, massa fresca e seca de plantas de feijão, inoculadas ou não com M. phaseolina. / Macrophomina phaseolina is an important soil pathogen, associated with “damping-off” and root and stem rot in more than 700 plant species. The use of biochar (BCH) of sewage sludge applied to the soil, has aroused interest in studies for the control of diseases in plants, providing an inhibition of plant pathogens. Biological control is evidenced as an effective alternative for the management of different phytopathogens. Trichoderma is one of the most studied and used biocontrol agents of plant diseases worldwide. The objective of this work was to evaluate the effects of BCH, Trichoderma harzianum and BCH + T. harzianum on M. phaseolina and on agronomic aspects of soybeans, maize, beans and cotton inoculated or not with M. phaseolina. The direct effect of concentrations (0.0, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0 and 10.0%) of BCH on the mycelial growth of M. phaseolina isolates was evaluated. It was also observed the biocontrol capacity using culture pairing (T. harzianum x M. phaseolina) with or without biochar. In addition, the use of BCH, T. harzianum, and the association BCH + T. harzianum in bean and soybean plants were evaluated for M. phaseolina control in a greenhouse experiment. Biochar of sewage sludge, pyrolyzed at 500 oC and used in low concentration (0.5%), has direct effect on the in vitro control of isolates of M. phaseolina. However, higher concentrations of BCH stimulated fungal growth. Trichoderma harzianum (strain 1306) inhibited the mycelial growth of M. phaseolina, in culture medium with or without biochar. Macrophomina phaseolina negatively affects: (a) the germination and survival of soybean plants, and; (b) the germination, survival and number of pods of common bean plants. Isolate 428 from M. phaseolina reduced all agronomic characteristics (germination, survival, number of pods, fresh and dry mass) of bean plants. The use of BCH increased the number of pods in soybean plants, inoculated or not with M. phaseolina. The association of T. harzianum + BCH of sewage sludge increased the number of pods, fresh and dry mass of bean plants, whether or not inoculated with M. phaseolina.

A grande quantidade de cinza gerada pela queima de carvão mineral e a necessidade de redução de emissões sulfurosas advindas dessa queima, fazem com que se busquem alternativas para diminuir essas emissões, assim como para a utilização racional dessa cinza. Com o objetivo de avaliar a viabilidade de utilizar cinzas sulfatada e não sulfatada como fertilizante e corretivo da acidez do solo, foram conduzidos experimentos em laboratório e em casa de vegetação, com um solo Podzólico Vermelho Amarelo e solo regenerado de mina de carvão, usando como planta teste feijão - Phaseolus vulgaris L. . A cinza não sulfatada e não intemperizada produzida pela UTPM, quando aplicada ao solo, não corrigiu sua acidez, mas aumentou a resistência do feijão à antracnose e, quando aplicada com adubação, aumentou o rendimento da cultura. As cinzas sulfatadas resultantes de processo de dessulfuração produzidas em plantas pilotos da URCAMP e da CIENTEC foram eficientes para a correção da acidez do solo, tendo uma equivalência em carbonato de cálcio de 3,75 % e 16,8 %, respectivamente. A cinza CIENTEC aplicada ao solo ( 20, 40 e 80 t ha-1 ) aumentou a absorção de S, Mg, Ca e N, diminuiu a de Ni, Mn, Cu e Zn e não influenciou a absorção de B pelas plantas, enquanto a cinza UTPM não intemperizada ( 40, 80 e 160 t ha-1 ) aumentou a absorção de B e S e diminuiu a de Mn, sendo que a absorção de Cd, Cr e Pb não foi afetada pelas doses dessas cinzas.

A técnica de PCI (Pulverized Coal Injection), já consolidada mundialmente, destaca-se como alternativa tecnológica para uma produção mais limpa de ferro via alto-forno. A injeção de carvão pulverizado pelas ventaneiras do alto-forno promove a formação de gases termoredutores para o processo, permitindo a substituição parcial do coque. A prática de seleção dos carvões para PCI geralmente se restringe a avaliação da matéria carbonosa. No entanto, quando se almeja obter elevadas taxas de injeção, é também de grande relevância o conhecimento da matéria mineral contida no carvão. A perda de permeabilidade na região inferior do alto-forno em altas taxas de PCI, muitas vezes pode estar relacionada às cinzas remanescentes da combustão do carvão. Esse estudo teve o propósito de avaliar o comportamento das cinzas de carvões em altas temperaturas relacionando com sua composição química e mineralógica.Quatro carvões para uso em PCI foram selecionados e tiveram, inicialmente, suas composições mineralógicas analisadas via DRX. Posteriormente, estes carvões foram submetidos à combustão para obtenção das cinzas que foram submetidas às seguintes análises: química (FRX), mineralógica (DRX), teste de fusibilidade, ensaio de viscosidade e aquecimento a altas temperaturas. As amostras apresentaram composições químicas e mineralógicas distintas que conseqüentemente refletiram no comportamento das cinzas em altas temperaturas. A análise dos resultados permitiu identificar principalmente que: as amostras ricas em alumínio apresentam elevadas temperaturas de fusibilidade, as fases minerais ilita e quartzo tendem a baixar a temperatura de amolecimento das cinzas, os elevados teores de quartzo dificultam a fluidez do material e elementos minoritários como Ca, S, Mg, K e Na influem positivamente no escoamento das cinzas do carvão. As cinzas do carvão 2 apresentaram o melhor desempenho quando se busca otimizar as condições referentes a técnica de PCI, visto que estas se mostraram fluidas em baixas temperaturas e com os menores valores de viscosidade frente às demais amostras. / The PCI (Pulverized Coal Injection) tecnique, already consolidated worldwide, stands out as a technological alternative for a cleaner production of iron through the blast furnace. The pulverized coal injection through the blast furnace tuyeres promotes the formation of thermoreductive gases to the process, allowing the partial substitution of coke. The selection practice of coals for PCI is generally restricted to the evaluation of the carbonaceous matter. However, when one searches to obtain high rates of injection, the knowledge of mineral matter contained in coal is also very relevant. The decrease of the permeability in the low region of the blast furnace in high rates of PCI, can usually be related to the remaining ashes of coal combustion. This work intended to evaluate the behavior of the coal ashes in high temperatures relating it to its chemical and mineralogical composition. Four kinds of coal for use in PCI were selected and had, initially, its mineralogical compositions analyed by XRD. After this, these coals were subjected to combustion to obtain the ashes that were subjected to the fllowing analysis: chemical (XRF), mineralogical (XRD), fusibility (heating microscopy) and viscosity (rotational viscometer). The samples showed distinct chemical and mineralogical compositions, that consequently reflected in the fusibility and viscosity behavior of the ashes. The analysis of the results made it possible to identify that: the samples with high levels of aluminium showed high temperatures of fusibility, the illite and quartz mineral phases tend to decrease the softening temperature of the ashes, the high levels of quartz decrease the fluidity of the ashes and minor elements such as Ca, S, Mg, K and Na influence positively in the fluidity of coal ashes. The ashes of coal 2 presented the best performance when one seeks to optimize the conditions regarding the PCI technique, given that these turned out to be fluid in low temperatures and with with the lowest viscosity values among the samples analysed.

o processo de avaliação de um depósito mineral é compreendido de duas grandes etapas: a coleta e análise de amostras que fornecerão informações importantes que servirão de base para as estimativas e a estimativa propriamente dita, onde serão aplicados métodos matemáticos aos dados obtidos pela amostragem. Ambas as etapas apresentam diversos problemas e empecilhos. Em relação à amostragem, o método usualmente aplicado é a perfuração rotativa com recuperação de testemunhos. Este método possui um custo bastante elevado, podendo um furo de poucos metros custar centenas de dólares e levar dias para ser feito. Outro problema associado com este método é a probabilidade de não se ter uma elevada recuperação do material, isto é, perda de material durante a execução da perfuração. Já na etapa de análise do material recuperado, uma das dificuldades mais freqüentes é a impossibilidade de se avaliar a flutuabilidade do valor estimado, ou seja, geralmente se estima um valor de atributo para a amostra e se considera esse valor único e real para ela, porém, sabe-se que, com análise em laboratório, é impossível se estimar o valor exato do atributo de uma amostra e, portanto, deve-se realizar uma série de análises e efetuar o calculo da média e desvio padrão do valor do atributo da amostra, porém, muitas vezes não se tem material físico (amostras) disponível para um grande número de análises. Quanto à avaliação do depósito, o principal problema está relacionado á impossibilidade de se considerar essa flutuabilidade do valor do atributo das amostras no momento da estimativa. A grande maioria dos métodos de estimativa usada para avaliação de depósitos carece de mecanismos que permitam a incorporação da incerteza do valor do atributo. Portanto, os objetivos desse trabalho foram: (i) encontrar uma maneira de aprimorar a coleta de informações de um depósito mineral e em contrapartida facilitar a estimativa da flutuabilidade do valor dos atributos das amostras e (ii) encontrar um método de avaliação de depósitos que permita a incorporação dessa incerteza do valor das amostras. Para solucionar os problemas apresentados pela amostragem, esta dissertação apresenta a perfilagem geofísica como uma ferramenta versátil e de fácil manuseio em campo, que permite a obtenção de um grande número de informações de caráter indireto e por meio de ferramentas matemáticas ainda permite o cálculo da flutuação do valor do atributo. Em relação à avaliação de depósitos, será utilizada a krigagem dos indicadores, método de estimativa não linear que permite a incorporação da incerteza dos valores dos atributos de uma maneira rápida no momento do cálculo das áreas de interesse. Descobriu-se que a aplicação da perfilagem geofísica foi bastante eficiente e prática contanto que a equipe responsável tenha o conhecimento das ferramentas utilizadas e como é a interação entre a ferramenta e o meio geológico. A eficácia do método geoestatístico foi comprovada através da comparação do resultado da krigagem dos indicadores que incorporou dados secundários provenientes da perfilagem geofísica com o resultado de uma estimativa usualmente feita em avaliação de depósitos baseada somente em dados primários (sondagem com recuperação de testemunhos). / The process of evaluation of a mineral deposit is constituted of two great stages: the collection and analysis of samples that will supply important information, which it will be the base for the evaluation and the estimating of the deposit where they will be applied mathematical methods on the data obtained from the sampling. 80th stages present several problems and difficulties. In relation to the sampling, the method usually applied it is the rotary drilling with ore recovering. This method is expensive, a hole of few meters will probably cost hundreds of dollars and take days to be done. Another problem associated with this method is the probability of not having a high recovery of the material, that is, materialloss during the execution of the drilling. About the analysis of the recovered material, one of the most frequent difficulties is the impossibility of evaluating the floatability of the estimated value, in other words, is usually estimated an attribute value for the sample and it is considered unique and real value for it, however, it is known that, with laboratory analysis, it is impossible to obtain the exact value of the attribute of a sample and, therefore, it should be done a series of analyses to calculate the average and standard deviation of the value of the attribute of the sample, however, most of times a great quantity of physical material (samples) are not available for a great number of analyses. For the evaluation of the deposit, the main problem is related to the impossibility of considering that floatability of the value of the attribute of the samples in the moment of the estimate. The great majority of the estimate methods used for evaluation of deposits lacks of mechanisms that allow the incorporation of the uncertainty of the value ofthe attribute. Therefore, the objectives of this research project are: to find a way to optimize the collection of information of a mineral deposit and in consequence to facilitate the estimate of the floatability of the value of the attributes of the samples and to find a method of evaluation of deposits that allow the incorporation of that uncertainty of the value of the samples. To solve the problems presented by the sampling, this dissertation presents the borehole logging as a versatile tool and of easy to handle in the field, which allows to obtain a great number of information with indirect features and it allows the calculation of the floatability of the value of the attribute through mathematical tools. In relation to the evaIuation of the deposits it will be use the indicator kriging. A non-linear method that allows the incorporation of the uncertainty of the values of the attributes in a fast way in the moment of the calculation of the areas of interest. It was discovered that the application of the borehole logging with indirect methods was quite efficient and practice as long as the responsible team has the knowledge of the use of the tools and about the interaction between the logging results and the geologicaI formations. The effectiveness of the geostatistic method was proven through the comparison of the result of the indicator kriging executed with secondary obtained with borehole logging with the result of an estimate done usuaIly in evaluation of deposits based only in primary data (survey ore recovery).

Dois estudos envolvendo o processo de decomposição foliar de espécies pioneiras e os organismos da macrofauna de solo foram realizados em ecossistemas degradados pela deposição de cinzas e extração do carvão no Rio Grande do Sul, Brasil. Os estudos resultaram em três artigos científicos. O primeiro estudo (1° artigo) acessou a decomposição foliar e a colonização da macrofauna nos folhiços do capim-bermuda (Cynodon dactylon- Poaceae), da mamona (Ricinus communis- Euphorbiaceae), e da aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius- Anacardiaceae), plantas participantes da sucessão natural inicial, em áreas de deposição de cinzas leves e cinzas grossas/escória na mata ciliar do Rio Jacuí, em São Jerônimo. O segundo artigo - originário deste primeiro estudo-tratou exclusivamente sobre os padões de colonização de espécies de tatuzinhos de solo (Isopoda), grupo de animais detritívoros com alta abundância no local, no folhiço das mesmas três plantas. Ainda, compararam-se as suas abundâncias e algumas características reprodutivas entre os dois depósitos de cinzas. O segundo estudo (terceiro artigo) testou uma técnica de manejo para acelerar o processo da decomposição foliar de Pinus elliottii (Pinaceae) e enriquecer a fauna de macroartrópodes de solo em uma floresta monodominate de pinus sobre solo minerado e reconstruído topograficamente no município de Minas do Leão. Todos os estudos foram realizados empregando-se a técnica de bolsas-de-folhiço, que consistiu em bolsa de nylon de 30 X 20 cm e malha de 0.2 X 1.0 cm. A decomposição foi medida calculando-se a perda de massa foliar seca nas datas amostrais (6, 35, 70 e 140 dias após a exposição das folhas - 1° e 2° artigo ; 3 e 6 meses - 3° artigo ). Foram realizadas análises de macronutrientes do material foliar remanescente. A macrofauna (indivíduos > 2 mm) foi retirada manualmente das bolsas-de-folhiço em laboratório, ou com extrator de Berlese-Tüllgren modificado (3° artigo), separada em ordens e morfoespeciada. Foi constatado que a mamona apresentou decomposição foliar mais rápida (k= 20.7) e maior densidade de indivíduos da macrofauna no seu folhiço, mas, no entanto, apresentou menor riqueza de espécies do que as outras plantas pioneiras. Os folhiços do capim-bermuda e da aroeira-vermelha foram similares com relação à decomposição e a diversidade da macrofauna. As espécies de tatuzinhos colonizaram igualmente as três espécies de plantas ao longo do tempo. Apesar da decomposição foliar não ter sido influenciada, a ocorrência de Atlantoscia floridana (Isopoda), a abundância e fecundidade de fêmeas de Benthana taeniata (Isopoda), e a composição total de espécies da macrofauna foram afetadas pelos diferentes depósitos de cinzas de carvão. Como esperado, a adição de folhas de plantas nativas sobre o solo homogêneo da floresta monodominante de pinus em solo minerado modificou a composição química do folhiço de pinus e aumentou a diversidade dos macroartrópodes de solo, demonstrado ser uma estratégia potencial ao manejo e à restauração ecológica. Estes estudos têm como metas contribur ao entendimento sobre a ecologia (processos ecológicos e interação organismos - folhiço) de áreas degradadas pela deposição de cinzas e áreas de extração e processamento do carvão no sul do Brasil. / Two studies concerning the leaf decomposition of pioneer plant species and the soil macrofauna organisms were performed in ecosystems degraded by the deposition of ashes and coal extraction in Rio Grande do Sul, Brazil. These studies resulted in three scientific articles. The first study (primary article) accessed the decomposition and the macrofauna colonization among leaves of bermuda-grass (Cynodon dactylon - Poaceae), the castor oil plant (Ricinus communis - Euphorbiaceae), and the Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius - Anacardiaceae); all are plants that participate in the initial natural succession in areas of deposition of fly ashes and boiler slag in Rio Jacuí's ciliar forest, located in São Jerônimo. The second article (derived from the primary study) exclusively analyzes the colonization patterns of woodlice species (Isopoda), a detritivorous group with high abundance at the site, among the leaf-litter of the same three plants. Their abundances and some reproductive characteristics were compared between the two deposits of ashes. The second study (tertiary article) tested a technique of management to motivate the leaf decomposition of Pinus elliottii (Pinaceae), and to enrich the soil macroarthropod fauna in a pinus monospecific forest with spontaneous establishment on a mined and rebuilt soil located in Minas do Leão. All of these studies were accomplished using the litter bags technique, which consists of a 30 X 20 cm nylon bag and a 0.2 X 1.0 cm mesh. The decomposition was measured by calculating the leaf-litter mass loss through multiple sampling dates (6, 35, 70 and 140 days after leaf expositions - primary and secondary articles; or 3 and 6 months after leaf expositions - tertiary article). The nutrient contents in the remaining leaf-litter were analyzed. The macrofauna (individuals > 2 mm) were removed manually from the litter bags in the laboratory, or with a modified Berlese-Tüllgren extractor (tertiary study), and the microfauna were separated by orders and morphospecies. We verified that the castor oil plant presented a faster decomposition rate (k = 20.7) and a larger density of macrofauna individuals, but presented a smaller species richness compared to the other pioneer plants. The leaf-litter of the bermuda-grass and the Brazilian peppertree were similar in terms of decomposition and macrofauna diversity. The woodlice species colonized the three species of plants equally along the time scale. Despite no effects on decomposition, the occurrence of Atlantoscia floridana (Isopoda), the abundance and fecundity of Benthana taeniata females (Isopoda), and the total macrofauna species composition was strongly affected by the different deposits of coal ashes. As expected, the input of leaves from native plants on the homogeneous soil of the pinus forest modified the chemical composition of the pinus leaf-litter and increased the soil arthropod diversity, showing that it could be a potential strategy for management and ecological restoration of damaged areas. These studies aimed to contribute to the understanding about ecological processes and the interaction between organisms and litter in areas with extraction and processing of coal in southern Brazil.

As pilhas de homogeneização são uma das formas mais comuns de homogeneização e redução da variabilidade de minério que alimenta uma unidade de processamento mineral ou o mercado diretamente. Uma das maneiras de construir essas pilhas consiste em dispor o material vindo da lavra em camadas horizontais e, posteriormente, retomá‐los em fatias verticais. A caracterização deste material vindo da mina (blocos de lavra) é uma das principais tarefas do planejamento mineiro. Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para estimativa dos teores destes blocos, tais como Krigagem e Inverso da Distância (ID). A simulação por Bandas Rotativas é mais uma delas e foi utilizada neste trabalho, pois é capaz de reproduzir a variabilidade in situ e a continuidade espacial dos dados, ao contrário de outros métodos de estimativa. Com os resultados destas simulações são traçadas as possíveis rotas de lavra, que otimizam os diversos fatores de engenharia e economia. A rota de lavra é de difícil modificação e determinará a seqüência dos blocos que irão construir as pilhas de homogeneização. As pilhas são caracterizadas pela forma, tamanho, arranjo e número de camadas. O incorreto dimensionamento pode acarretar perdas financeiras devido ao alto estoque e/ou a perdas em recuperação e teores na usina de beneficiamento. O método proposto é capaz de quantificar a variabilidade dos sistemas de homogeneização para os n cenários de lavra conforme modelos de blocos simulados. Para tal metodologia foi desenvolvida uma rotina capaz de realizar diferentes tamanhos de pilhas para as várias simulações. Os dados utilizados são provenientes dos depósitos de carvão da região Sul do Brasil. Os parâmetros utilizados para a medida da variabilidade foram conteúdo de cinza e teor de enxofre, contaminantes comuns nestes depósitos. A metodologia proposta indica que é possível reduzir a variabilidade do sistema. A incerteza associada às variáveis foi reduzida, um tamanho conveniente de pilhas foi determinado e testes foram realizados para reduzir ainda mais os riscos econômicos da mineradora. / Mixing piles are one of the most common strategies of homogenization and ore variability reduction for mineral processing plant feeding or direct market feeding. One of the ways to construct these piles is to dispose the mined material in horizontal layers and, posteriorly, take them into vertical slices. The characterization of this material from the mine (mining blocks) is one of the main tasks of the mine planning. There are several techniques that can be used to estimate the grades of these blocks, such as Kriging and Inverse of Distance (ID). Turning bands simulation is one of them, and it was used on this study, because it is able to generate n possible values for the grades of the mining blocks. With these simulations results the possibilities for mining routes, those optimize the several mining and economic factors. The mining route is hard to modify and it will determine the block sequence that will build the homogenization piles. The piles are characterized by their shape, size, arrangement and the number of layers. An incorrect design can lead to financial losses due to high stock mass and/or to loss in processing plant recovery and grades. The proposed method is able to quantify the variability of mixing systems for n mining settings from simulated mining blocks. For this methodology was developed a routine able to realize different pile sizes for several simulations. The data used come from coal deposits in southern Brazil. The parameters used for the variability measure were ash content and sulfur grade, common contaminants in these deposits. The proposed methodology indicates that is possible to reduce the system variability. The uncertainty associated to the variables was reduced, a proper pile size was determined and tests were made, resulting in lower economic risks for the mining company.

A lavra do carvão aliado a recomposição topográfica do terreno causam alterações na estrutura dos solos construídos, afetando a qualidade física e tornando os solos mais suscetíveis aos processos de erosão hídrica. O efeito e a magnitude desses processos são dependentes do tipo de solo. Neste contexto, este trabalho teve os seguintes objetivos: a) avaliar as características hidráulicas do escoamento, quantificar as taxas de desagregação (Di) e determinar a erodibilidade do solo em entressulcos (Ki) sob chuva simulada em laboratório para solos construídos há 12 anos e há 5 anos (SC 12 e SC 5) da área de mineração de carvão de Candiota-RS e comparar com o solo original da área de mineração; b) identificar os limites críticos de densidade do solo (Ds) em que a resistência mecânica à penetração (Rp), a porosidade de aeração (PA) e a água disponível são limitantes para o desenvolvimento das plantas através da metodologia do Intervalo Hídrico Ótimo (IHO). A determinação do fator Ki e das variáveis hidráulicas do escoamento foram realizadas em laboratório em parcelas experimentais de 0,59 m x 0,59 m, 09 m m-1 de declividade sob chuva simulada de intensidade de 85 mm h-1, aplicada durante 90 minutos. O fator Ki também foi estimado utilizando modelos analíticos de determinação indireta. O IHO foi determinado pela obtenção da resistência à penetração, umidade volumétrica e densidade do solo em amostras com estrutura preservada. Os resultados mostraram que o SC 12 apresentou melhores condições estruturais em relação ao SC 5 devido ao tempo de construção. Os solos construídos são constituídos de maciços de fragmentos de blocos compactados chamados de agregados não edáficos ou agregados não pedogênicos, os quais são mais resistentes que os agregados de origem pedogenética. Nos solos construídos, os valores de Di e Ki determinados em laboratório foram significativamente menores que no solo original devido à formação e composição dos agregados não pedogênicos desses solos. Dos modelos de determinação indireta testados, o modelo que melhor estimou o Ki para o solo original e SC 12 foi o que utiliza o teor de argila e de óxido de ferro; O modelo que melhor estimou o valor de Ki para o SC 5 foi o que utiliza o diâmetro médio ponderado em água (DMPA), pH e o parâmetro de Wischmeier (M). O SC 12 foi o que apresentou maior IHO, mesmo apresentando Ds maior que a densidade crítica, concordando com a melhor estrutura do solo e também menores valores de Di e fator Ki. A qualidade física do solo avaliada pela erodibilidade em entressulcos (Ki) e pelo IHO deve ser comparada somente entre solos de mesma natureza. / The extraction of the coal and the landscape resetting causes alterations in the structure of constructed soils, affecting the physical quality and becoming them more susceptible to the water erosion processes. The effect and the magnitude of these processes may be dependent on soil properties. In this context, this study had the following objectives: a) To evaluate the flow hydraulic characteristics, to determine detachment rate (Di) and the interrill soil erodibility factor (Ki) under simulated rainfall at laboratory conditions for constructed soil have 12 years and have 5 years (SC 12 and SC 5) of Candiota coal mine, RS, Brazil and to compare with the original soil of the mining area; b) to identify the critical limits of bulk density, where the soil resistance to penetration (Rp), porosity of aeration and available water are limiting for the development of the plants through the methodology of Least Limiting Water Range (LLWR). The determination of Ki factor and flow hydraulic characteristics had been done at laboratory with application of simulated rainfalls of 85 mm h-1 intensity during 90 minutes on bare soil at interrill unit plot of 0.59 x 0.59 m settled on 0.09 m m-1 slope. The Ki factor also was determined using analytical models of indirect determination. The LLWR was determined through the soil resistance to penetration, volumetric water content and bulk density in samples with preserved structure. The results showed that the SC 12 presented better structural conditions in relation to SC 5, due to the construction time. The constructed soils are constituted of structural units, also called not edaphics aggregates or not pedogenics aggregates, which are massive and more compacted and resistant that the pedogenetics aggregates. The values of Di and Ki determined in laboratory for the constructed soils were significantly lower than at the original soil, due the formation and composition of not pedogenics units of these soils. Among the tested indirect models determination, the one that better estimate the Ki factor for the original soil and SC 12 it was that uses the clay and Fe oxides contents. The model that better estimate the factor Ki for SC 5 was the one that use the mean weight diameter (MWD), pH and the “M” Wischmeier parameter. The SC 12 presented greater LLWR, even though, presenting bulk density greater than critical bulk density. This agrees with the better soil structure and lower values of Di and factor Ki. The use of Ki factor and LLWR to evaluate physical quality must be done only to compare soils of same nature.

O cloro é comumente adicionado à água potável como um desinfetante, para induzir um ambiente oxidativo, a fim de eliminar os agentes patógenos e desativar os compostos orgânicos. O equilíbrio que o cloro desenvolve na solução aquosa forma o íon ClO-, que confere à água um sabor indesejável. Em contato com superfícies redutoras, como a superfície do carvão ativado, o íon ClO- é transformado em Clresultando em água purificada sem sabor. Com o objetivo de produzir filtros para remoção de cloro da água potável, filtros de carvão ativado foram produzidos por prensagem, na forma cilíndrica, com um diâmetro externo entre 25mm a 45mm, diâmetro interno entre 8mm a 10mm, e comprimento entre 70mm a 270mm. A capacidade de remoção de cloro de água contendo ClO- pelos filtros produzidos foi avaliada em ensaios de curta duração (30 minutos). Os resultados foram correlacionados ao teor de ligante, tamanho de partícula do carvão ativado e à força de prensagem nas características dos filtros produzidos e sua relação com a estabilidade, pressão de gotejamento através do filtro, densidade, distribuição de tamanho de poros e resistência mecânica dos filtros. Ensaios de longa duração (6 horas) foram realizados com filtros selecionados e comparados com um comercial. A microestrutura foi investigada por microscopia eletrônica de varredura, porosimetria de mercúrio e medições de densidade. Os resultados mostraram que a melhor amostra foi aquela produzida com poliuretano Soft (TUBICOAT® PUS) como ligante, carvão ativado de granulometria fina (KEC#100-325), um teor intermediário de ligante e prensada com 10kN e que nos testes de longa duração os filtros produzidos obtiveram resultados semelhantes quando comparados com o filtro comercial testado. A densidade volumétrica do carvão ativado é um dos principais fatores para maximizar a remoção de cloro. / Chlorine is commonly added to potable water as a disinfectant, to induce oxidative environment in order to eliminate waterborne pathogens and deactivate organic compounds. The equilibrium that chlorine develops in water solution forms the ion ClO-, which gives to the water an undesirable taste. In contact with the reductive surfaces, like activated carbon surface, the ion ClO- is turned into Clresulting in purified water without taste. With the aim to produce filters to remove chlorine from drinking water, activated carbon filters were produced by pressing, in cylindrical shape with an outer diameter between 25mm and 45mm, internal diameter between 8mm and 10mm, and length between 70mm and 270mm. The capacity to remove chlorine from water containing ClO- by the produced filters was evaluated in tests of short duration (30 minutes). The results were co-related to the binder content, particle size of activated carbon and the pressing force in the produced filter characteristics and its relationship with the stability, pressure drop through the filter, density, pore size distribution and mechanical strength of the filters. Trials of long duration (6 hours) were conducted with selected filters and compared to a commercial one. The microstructure was investigated by scanning electron microscopy, mercury porosimetry and density measurements. The results showed that the best sample was the one produced polyurethane Soft (TUBICOAT® PUS) as a binder, fine granulated activated carbon (KEC#100- 325), an intermediate amount of binder and pressed with 10kN and that in the longterm tests the produced filters got similar results when compared with the commercial filter tested. The volumetric density of the activated carbon is one of the main factors to maximize the chlorine removal.

Este trabalho descreve os procedimentos fundamentais para obtenção de compósitos com matriz metálica (CMMs) por dispersão de partículas cerâmicas em metal líquido (Método do Vórtex), para o caso particular de Alumínio e suas ligas com partículas de cinzas volantes de carvão da Usina de Candiota-RS. Para o desenvolvimento da parte experimental, foi projetado e construído um equipamento adequado para a produção de CMMs por este método. Os corpos de prova foram fundidos em moldes de areia e permanentes, sob diferentes condições experimentais, usando ligas Al12Si3Mg e AI3Mg com adições de partículas de cinzas de carvão variando de 1 a 7% em peso. A caracterização dos CMMs produzidos foi realizada através de macrografias, microscopia ótica e eletrônica, análises químicas (para a determinação da quantidade de cinza retida na matriz metálica), ensaios mecânicos e ensaios de desgaste. Os resultados indicaram a ocorrência de refino acentuado da matriz rica em Al e incrementos significativos nos valores de resistência ao desgaste, o que foi atribuído à alterações nos mecanismos de desgaste, que variaram de uma condição de desgaste adesivo no caso das ligas base, para condições de desgaste predominantemente abrasivo nos CMMs com 5 e 7% de partículas de cinzas. / This work decribes the basic procedures for the obtention of metal matrix composites (MMCs) by dispersion of ceramic particles in liquid metais (Vórtex Method), especially in Aluminum and Aluminum alloys with Brazilian coal fly ash from Candiota-RS. For this purpose, an appropriate apparatus was designed and constructed, and a number of experiments were conducted under different experimental conditions. The test specimens of Al12Si3Mg e A13Mg alloys were cast in sand and permanent molds, with percentages of coal fly ash particles varying from 1 to 7 % wt. lhe characterization of produced MMCs was done by macrostructure and microstructure examinations, by chemical analysis ( for the determínation of coal fly ash particles quantíties retained in the metal matrix), and by mechanical and wear tests. lhe results show a considerable graín refinement in aluminum matrix and sígnificant increase in the wear resistance values, that were attríbuted to changes in the wear mechanisms, these changed from an adhesive wear condition in the base alloys to essentially abrasive wear conditions in the MMCs with 5 and 7% wt of coal fly ash particles.

Este trabalho tem por objetivo simular e analisar uma usina termelétrica a carvão em várias condições de funcionamento. A usina simulada neste trabalho é a AVV 1 localizada em Copenhague, Dinamarca. A AVV 1 é uma usina de geração de potência e aquecimento distrital que pode funcionar em várias condições de carga. A simulação da usina supracitada foi tema de um concurso de simuladores proposto no congresso ECOS 2003 realizado em Copenhague, Dinamarca. Para a realização deste trabalho foi construído um programa na linguagem FORTRAN 90. Cada componente da usina é modelado através de equações de balanço de massa e energia, e o sistema completo tem sua solução obtida pelo método de substituição sucessiva. Para viabilizar essa solução é necessário também implementar uma rotina de cálculo de propriedades do fluido de trabalho. No caso estudado, o fluido de trabalho da usina é a água e a formulação utilizada para o cálculo de suas propriedades nos diversos estados é a IAPWS IF-97. A usina é simulada em dois modos de operação: modo de condensação, onde ocorre apenas geração de eletricidade, e em modo de contrapressão, onde há geração de eletricidade e aquecimento distrital, conforme nomenclatura sugerida pela organização do concurso No modo de condensação, são feitas quatro séries de simulações variando a carga de 100% a 40%. Cada série contém um conjunto de hipóteses quanto à variação das eficiências isoentrópicas e pressões das turbinas em função da vazão mássica. No modo de contrapressão, a usina é simulada funcionando com 100% da carga. O programa desenvolvido calcula as propriedades para qualquer ponto de trabalho ao longo da planta, assim como a eficiência da mesma, a potência gerada, e todas as vazões mássicas pertinentes. Além disso, é feita também uma análise exergética da planta. A simulação demonstrou que a planta possui uma eficiência global de 42,02% com uma geração de 250,2 MW em 100% de carga no modo de condensação. Nessas mesmas condições, do ponto de vista exergético, a eficiência encontrada é de 37,21%. No modo de contrapressão, a usina apresenta uma eficiência exergética de 40,19% com um aproveitamento energético de 90,55%. Por fim, é possível também verificar a comportamento da eficiência da planta e a variação de água de resfriamento do condensador com a carga. Os resultados gerados são próximos àqueles encontrados pelos diversos pesquisadores que abordaram o problema.