Neste trabalho foi estudado o desenvolvimento de um pigmento vegetal preto que possui características semelhantes aos já existentes no mercado de transformação de termoplásticos. Atualmente o pigmento preto mais utilizado nas indústrias de transformação de termoplásticos é o negro de fumo, cujo processo de obtenção gera muitos resíduos tóxicos e quando liberados na atmosfera aumenta a poluição do ar. O pigmento em estudo possui a estrutura química formada por 97% de carbono proveniente da moagem e micronização do carvão vegetal. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a obtenção do pigmento preto de origem do carvão vegetal, estudar o desempenho deste pigmento comparando-o com o negro de fumo usado atualmente nas indústrias, incorporação do pigmento obtido em polietileno de baixa densidade (PEBD), caracterização do produto obtido e estudo da influência da radiação ionizante no PEBD mais pigmento preto. Como matérias prima foram utilizadas o carvão vegetal (pigmento preto) e o polietileno de baixa densidade (PEBD). Posteriormente, o pigmento preto obtido foi incorporado ao PEBD pelo processo de injeção e caracterizado em relação a sua estabilidade durante processamento, dispersão, migração e cobertura pigmentar. Também foram realizados testes mecânicos com as amostras não irradiadas e as irradiadas em doses de radiação de 100, 200, 300 e 400kGy. O pigmento foi obtido por meio da moagem do carvão vegetal, sua obtenção é menos nociva ao meio ambiente, visto que o mesmo não é um subproduto do petróleo como o negro de fumo e sim um derivado da madeira que é um produto renovável. É importante salientar que é possível canalizar o descarte de maneira inadequada da madeira para uma linha produtiva, produzindo assim o carvão o qual é matéria prima para este pigmento e assim ser inserido em cadeia produtiva. Apesar da aplicação em matriz polimérica ter sido maior que a do negro de fumo 1,4%, o mesmo é de fácil obtenção, proveniente de uma fonte renovável, sendo de baixo custo além de apresentar propriedades colorimétricas compatíveis e próximas às do negro de fumo. Em relação à incorporação do pigmento na matriz polimérica durante o processo de injeção, o mesmo foi de fácil incorporação distribuindo-se de maneira homogênea. Em relação às amostras irradiadas pode-se dizer que houve ganhos na maioria das propriedades estudadas. Dependendo do tipo de artefato a ser fabricado e de quais propriedades são mais importantes, pode-se irradiá-lo em dose mais adequada. / In this work was studied the development of charcoal black pigment which has characteristics similar with those already used in the market of thermoplastics processing. Nowadays, the black pigment most used is the carbon black which generates many toxic residues that when released into the atmosphere increases air pollution. This pigment has 756t aims of this research were to study the obtainment of charcoal black pigment; the performance of this pigment by comparing it with the carbon black; the incorporating the pigment obtained in low density polyethylene (LDPE) and the characterization of the product and the influence of the ionizing radiation on. At first the black pigment obtained was incorporated into LDPE and characterized in relation at their stability during injection, dispersion, migration and color coverage. Mechanical tests were also realized with non irradiated and irradiated samples at irradiation doses of 100, 200, 300 and 400kGy. It was easy the incorporation of the pigment into the polymeric matrix during the injection process. The obtainment charcoal black pigment is less harmful to the environment, since it is not an oil product as carbon black but by incomplete combustion of wood. Thus it will be produced charcoal for the production of the pigment to be inserted in the industrial chain. Despite using 1.4% of this pigment, it is easy to obtain, from a renewable source, and low cost besides presenting colorimetric properties compatible with the carbon black. Regarding the irradiated samples can be said that there was an increase in the majority of properties studied. Depending on the intended use of the polymer can irradiate it in the most appropriate dose which had improvement in their properties.

Neste trabalho foi estudado o desenvolvimento de um pigmento vegetal preto que possui características semelhantes aos já existentes no mercado de transformação de termoplásticos. Atualmente o pigmento preto mais utilizado nas indústrias de transformação de termoplásticos é o negro de fumo, cujo processo de obtenção gera muitos resíduos tóxicos e quando liberados na atmosfera aumenta a poluição do ar. O pigmento em estudo possui a estrutura química formada por 97% de carbono proveniente da moagem e micronização do carvão vegetal. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a obtenção do pigmento preto de origem do carvão vegetal, estudar o desempenho deste pigmento comparando-o com o negro de fumo usado atualmente nas indústrias, incorporação do pigmento obtido em polietileno de baixa densidade (PEBD), caracterização do produto obtido e estudo da influência da radiação ionizante no PEBD mais pigmento preto. Como matérias prima foram utilizadas o carvão vegetal (pigmento preto) e o polietileno de baixa densidade (PEBD). Posteriormente, o pigmento preto obtido foi incorporado ao PEBD pelo processo de injeção e caracterizado em relação a sua estabilidade durante processamento, dispersão, migração e cobertura pigmentar. Também foram realizados testes mecânicos com as amostras não irradiadas e as irradiadas em doses de radiação de 100, 200, 300 e 400kGy. O pigmento foi obtido por meio da moagem do carvão vegetal, sua obtenção é menos nociva ao meio ambiente, visto que o mesmo não é um subproduto do petróleo como o negro de fumo e sim um derivado da madeira que é um produto renovável. É importante salientar que é possível canalizar o descarte de maneira inadequada da madeira para uma linha produtiva, produzindo assim o carvão o qual é matéria prima para este pigmento e assim ser inserido em cadeia produtiva. Apesar da aplicação em matriz polimérica ter sido maior que a do negro de fumo 1,4%, o mesmo é de fácil obtenção, proveniente de uma fonte renovável, sendo de baixo custo além de apresentar propriedades colorimétricas compatíveis e próximas às do negro de fumo. Em relação à incorporação do pigmento na matriz polimérica durante o processo de injeção, o mesmo foi de fácil incorporação distribuindo-se de maneira homogênea. Em relação às amostras irradiadas pode-se dizer que houve ganhos na maioria das propriedades estudadas. Dependendo do tipo de artefato a ser fabricado e de quais propriedades são mais importantes, pode-se irradiá-lo em dose mais adequada. / In this work was studied the development of charcoal black pigment which has characteristics similar with those already used in the market of thermoplastics processing. Nowadays, the black pigment most used is the carbon black which generates many toxic residues that when released into the atmosphere increases air pollution. This pigment has 756t aims of this research were to study the obtainment of charcoal black pigment; the performance of this pigment by comparing it with the carbon black; the incorporating the pigment obtained in low density polyethylene (LDPE) and the characterization of the product and the influence of the ionizing radiation on. At first the black pigment obtained was incorporated into LDPE and characterized in relation at their stability during injection, dispersion, migration and color coverage. Mechanical tests were also realized with non irradiated and irradiated samples at irradiation doses of 100, 200, 300 and 400kGy. It was easy the incorporation of the pigment into the polymeric matrix during the injection process. The obtainment charcoal black pigment is less harmful to the environment, since it is not an oil product as carbon black but by incomplete combustion of wood. Thus it will be produced charcoal for the production of the pigment to be inserted in the industrial chain. Despite using 1.4% of this pigment, it is easy to obtain, from a renewable source, and low cost besides presenting colorimetric properties compatible with the carbon black. Regarding the irradiated samples can be said that there was an increase in the majority of properties studied. Depending on the intended use of the polymer can irradiate it in the most appropriate dose which had improvement in their properties.

Neste trabalho foi utilizado reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais com biomassa imobilizada para avaliação da remoção e degradação de alquilbenzeno sulfonado linear (LAS). O volume útil do sistema foi de 2,6 L, sendo a temperatura mantida constante a 30 \'+ OU -\' 1 grau Celsius. O inóculo, lodo proveniente de reator UASB utilizado no tratamento de resíduos de suinocultura, foi imobilizado em partículas de carvão vegetal. A alimentação consistiu de substrato sintético acrescido de LAS. A operação foi dividida em quatro etapas: (1) substrato sintético sem LAS, (2) substrato sintético acrescido de 12 \'+ OU -\' 3 mg/L de LAS, (3) substrato sintético acrescido de 32 \'+ OU -\' 5 mg/L de LAS e (4) substrato sintético sem sacarose acrescido de 10 \'+ OU -\' 2 mg/L de LAS. O reator, operado durante 256 dias, mostrou estabilidade operacional sob baixas concentrações de LAS (12 \'+ OU -\' 3 e 10 \'+ OU -\' 2 mg/L). A elevação da concentração de LAS a 32 \'+ OU -\' 5 mg/L influenciou negativamente o processo de digestão anaeróbia. Nessa concentração, atingiu-se a mínima eficiência de remoção média de DQO (53% \'+ OU -\' 12 p.p.) e houve consumo de alcalinidade (valor mínimo de 241 mg \'CA\'\'CO IND.3\'/L) associado ao acúmulo de ácidos voláteis (concentração máxima de 97 mgHAc/L). Sob essas condições, atribui-se o inadequado desempenho do reator possivelmente ao comprometimento de suas condições hidrodinâmicas, que podem ter sido afetadas pela produção excessiva de exopolímeros. Com a diminuição da concentração de LAS a 10 \'+ OU -\' 2 mg/L o sistema mostrou recuperação. Nessa última fase foi verificada remoção de 70% \'+ OU -\' 5 p.p. de DQO, para 61 dias de operação. O balanço de massa do LAS indicou remoção de 18%, enquanto que sua degradação biológica atingiu 16%. Conclui-se que configuração testada, com biomassa imobilizada, não foi considerada adequada ao tratamento de águas residuárias contendo LAS. As análises microscópicas revelaram ampla variedade morfológica e não se constatou diferenças significativas quanto as morfologias encontradas no inóculo e durante as fases de operação. Por meio de técnicas de biologia molecular (PCR/DGGE), constatou-se que o meio suporte foi seletivo para o domínio Bacteria. / This work used an anaerobic sequencing biofilm batch reactor aiming the removal and degradation of the linear alkylbenzene sulfonate (LAS). Biomass from an UASB reactor treating suine wastewater was immobilized in charcoal fragments. The reactor was fed with synthetic substrate with addition of LAS. Feeding happened in four stages: (1) synthetic substrate without LAS, (2) synthetic substrate with LAS at 12 ±3 mg/L, (3) synthetic substrate with LAS at 32 ±5 mg/L and (4) synthetic substrate with LAS at 10 ±2 mg/L. The reactor, which was monitored for 256 days, has shown good stability under low LAS concentrations (12 ±3 e 10 ±2 mg/L). Rising in LAS concentration to 32 ±5 mg/L have negatively influenced anaerobic digestion. At this concentration, the lowest organic matter removal efficiency (55% ±12 p.p.) was attained and alkalinity consumption took place (lowest value of 241 mgCaCO3/L) associated with amassing of volatile acids (peak value of 97 mgHAc/L). Under these conditions, the ill-suited performance shown by the reactor is assumed to be caused by the compromising of the reactors hydrodynamics properties, which could have been affected by the observed extracellular polymers overproduction. The reactor showed good performance recovery when the LAS concentration was lowered to 10 ±2 mg/L. The last stage reached 70% ±5 p.p. of organic matter removal efficiency within 61 days. LAS mass balance indicated that 18% of the mass affluent to the reactor were removed by biodegradation and adsorption, while 16% were biologically degraded. Upon the obtained results, it was concluded that the proposed configuration is not suited in treating wastewaters containing LAS. Microscopic investigations have revealed notable microbial morphological variety and it could not been distinguished significative differences between inoculums and reactors samples microbial morphologies. Through Molecular Biology techniques (PCR/DGGE), it was observed that the support material has allowed growth of some bacterial populations that were not found in the inoculum.

Em um mundo cada vez mais temeroso do aquecimento global, o balanço de carbono favorável da siderurgia brasileira a carvão vegetal coloca esta modalidade em evidência após um passado à sombra da grande siderurgia a combustível fóssil. Esta posição de destaque é posta em cheque pelo espectro do desmatamento, mesmo já sendo realidade a certificação de plantações arbóreas que substituam a biomassa florestal e a concessão de créditos de carbono pelo emprego de tecnologias de carbonização de baixo impacto ambiental. Porque o modelo de cultivo e aproveitamento máximo da biomassa encontra resistência para se massificar na siderurgia a carvão vegetal de Minas Gerais, segmento que originalmente o concebeu? O exame crítico da história da produção e do consumo do carvão vegetal em tal estado conduz a uma resposta cujo fundamento repousa sob a maneira pela qual as empresas do segmento destacado alocaram seu capital. A balança por elas utilizada para pesar as aplicações possíveis opôs sistematicamente duas perdas, incertas por natureza. De um lado, a perda referente à possibilidade do estoque de florestas vir a se manifestar enquanto fator limitante às atividades siderúrgicas. De outro, a perda imposta pelo desvio, para a formação de plantações, do capital direcionado a aplicações comumente acessadas em sua trajetória individual de acumulação de capital. As siderúrgicas mineiras a carvão vegetal agiram como se entre elas fosse predominante a concepção de que a magnitude desta última perda seria superior à magnitude da primeira. Analisa-se, no último capítulo, o fomento florestal enquanto uma saída para romper com essa concepção. Demonstra-se que as economias de escala não são uma condição necessária da produção de lenha de eucalipto e do carvoejamento, comprovando-se que estes arranjos, caracterizados pelo compartilhamento de custos e riscos entre siderúrgicas e proprietários rurais, podem ser mutuamente vantajosos do ponto de vista pecuniário. / In a global-warming-frightened world, the positive carbon balance of charcoal-based iron & steel making recovers it from a past outshined by the dominance of the large fossil fuel mills. Nevertheless, the risk of not being able to profit from the global decarbonization consensus is material, owing to the dependency on deforestation. This is true even being that the certification of forest-biomass-substituting-arboreal plantations and the concession of carbon credits to low environmental impact carbonization technologies, are already concrete possibilities. Why the model of cultivation and optimal use of biomass has not become dominant among the charcoal based iron & steel mills of Minas Gerais, the industry that has originally conceived it? The answer to which the critical exam of the history of charcoal production and consumption in Minas Gerais state points out is that a non-permissive behavioral principle has predominated among the sectors enterprises. Its the conception that the loss imposed by the outcome where the forest stock becomes a limiting factor for iron & steel making is smaller than the loss imposed by the deviation, to biomass cultivation, of the resources generally directed to traditional capital accumulation opportunities. The forest farmer contract, as a way to break with this conception, is evaluated in the last chapter. The fact that economies of scale are not a necessary condition of eucalyptus plantation and charcoal making is demonstrated, what shows that such arrangements, characterized by the sharing of cost and risk between mills and farmers, can be mutually advantageous from a pecuniary standpoint.

Submitted by FERNANDA DA SILVA VON PORSTER (fdsvporster@univates.br) on 2018-01-05T10:46:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017IsaCarlaOsterkamp.pdf: 11554617 bytes, checksum: bda65966a550c26c21bf7c41d25cd250 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2018-01-05T19:23:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017IsaCarlaOsterkamp.pdf: 11554617 bytes, checksum: bda65966a550c26c21bf7c41d25cd250 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 2017IsaCarlaOsterkamp.pdf: 11554617 bytes, checksum: bda65966a550c26c21bf7c41d25cd250 (MD5) Previous issue date: 2018-01 / CAPES / Os vegetais são organismos sensíveis às mudanças climáticas e podem ser considerados importantes testemunhos de eventos ambientais que afetaram e continuam afetando o planeta. Quando inseridos em contexto sedimentar sob a forma de fósseis, as plantas acabam por se transformar em registros confiáveis de variações paleoambientais ocorridas enquanto viviam. Por sua vez, o carvão vegetal macroscópico é amplamente aceito como indicador de ocorrência de (paleo)incêndios vegetacionais durante o seu processo de deposição. O estudo do carvão vegetal tem permitido realizar interpretações paleoambientais, taxonômicas e tafonômicas, portanto muitos trabalhos já foram publicados sobre sua ocorrência em diferentes períodos geológicos em todo o planeta. Entretanto, os processos sobre a formação do carvão vegetal, as condições ambientais no momento de sua deposição, e principalmente as variações observadas nas suas estruturas anatômicas, tem sido alvo menos frequente de estudos. Estas alterações ainda são desconhecidas para muitos táxons modernos de relevância paleobotânica. O presente estudo analisa alterações anatômicas, durante a carbonização artificial de madeira em espécies de Araucariaceae (Araucaria angustifolia, A. bidwillii, A. columnaris e Wollemia nobilis). Os parâmetros vistos e a longa história geológica mostram o valor que as formas associadas à família Araucariaceae possuem na avaliação do clima e da geologia pretéritos, tornando seu estudo especialmente valioso para geólogos e paleobotânicos. Blocos de madeira foram submetidos ao tratamento térmico, da condição ambiente até 1000ºC, aumentando de 50-50ºC. O carvão foi analisado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As mensurações dos caracteres anatômicos da madeira e do carvão foram analisadas estatisticamente em 0,05 de significância. Os resultados mostraram que a maioria das características anatômicas analisadas é estatisticamente significativas correlacionadas com as temperaturas de carbonização. Grande parte dos caracteres mostrou uma acentuada redução dimensional com o aumento da temperatura. No entanto, em comparação com a variabilidade das características anatômicas, há pouca modificação ocasionada pela temperatura. Com relação ao carvão vegetal fóssil de Araucariaceae, o presente trabalho pode contribuir para inferências taxonômicas e paleoambientais. / Plants are organisms that are sensitive to climate change and can be considered important testimonies of environmental events that have affected and continue to affect the planet. When inserted in a sedimentary context in the form of fossils, the plants turn into reliable records of paleoenvironmental variations occurring while they lived. In turn, macroscopic charcoal is widely accepted as an indicator of occurrence of (paleo)wildfires during its deposition process. The study of charcoal has allowed to perform paleoenvironmental, taxonomic and taphonomic interpretations, so many works have already been published about their occurrence in different geological periods around the planet. However, the processes on charcoal formation, environmental conditions at the time of deposition, and especially the variations observed in their anatomical structures, have been less frequent targets of studies. These changes are still unknown to many modern taxa of paleobotanical relevance. The present study analyzes anatomical alterations during artificial carbonization of wood in Araucariaceae species (Araucaria angustifolia, A. bidwillii, A. columnaris and Wollemia nobilis). The parameters observed and the long geological history show the value that the forms associated to the Araucariaceae family have in the evaluation of the previous climate and geology, making their study especially valuable for geologists and paleobotanists. Wood blocks were submitted to the thermal treatment, from the ambient condition up to 1000ºC, increasing from 50-50ºC. The charcoal was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). The measurements of the anatomical characters of the wood and the charcoal were statistically analyzed in 0,05 of significance. The results showed that most of the anatomical characteristics analyzed are statistically significant correlated with the carbonization temperatures. Most of the characters showed a marked dimensional reduction with increasing temperature. However, in comparison to the variability of anatomical characteristics, there is little modification caused by temperature. With regard to the fossil charcoal of Araucariaceae, the present work can contribute to taxonomic and paleoenvironmental inferences.

Perturbações ambientais foram detectadas em sistema de turfeira no sul da Bacia do Paraná (Mina de Faxinal, Formação Rio Bonito) durante o Eopermiano (idade radiométrica 291 ± 1.3 Ma, topo do Sakmariano) sob vigência de período climático pós-glacial da Idade do Gelo do Neopaleozoico. Além da detecção de incêndios recorrentes, foi identificado um evento de incêndio autóctone/hipoautóctone em vegetação arbórea em um horizonte no carvão contendo grandes fragmentos de lenhos queimados comprimidos (21,8 x 13.4 cm). A influência de vulcanismo está registrada sob a forma de uma camada de tonstein (cinza vulcânica sedimentada) intercalada ao carvão, onde estão incluídas abundantes compressões de folhas glossopterídeas. A análise do carvão consistiu em determinação de refletância sob óleo de macerais do grupo inertinita em blocos polidos para confirmar a identificação de carvão vegetal macroscópico e ocorrência de incêndios na turfeira. Adicionalmente, a observação da matéria orgânica sob fluorescência nos blocos revelou que os incêndios não afetaram a microflora, mas alteração na fluorescência evidenciou dessecação ambiental, verificada também em lâminas palinofaciológicas. Sob microscopia eletrônica de varredura, o carvão vegetal apresentou paredes celulares homogeneizadas, indicando temperaturas de queima acima de 325ºC, mas não superiores a 400ºC devido aos baixos resultados de refletância e à preservação de tecido vegetal delicado. A preservação de floema secundário, em associação orgânica com xilema tipo Agathoxylon, é registrada ineditamente. A observação sob microscopia de luz transmitida das cutículas foliares extraídas do tonstein permitiu descrição detalhada de padrões xeromórficos que ocorrem de forma endêmica nas epidermes de glossopterídeas de Faxinal e foram atribuídos a respostas adaptativas às frequentes perturbações ambientais que afetaram a floresta turfosa, tais como incêndios recorrentes por dessecação ambiental cíclica ou influência de vulcanismo regional. Esses fatores, em conjunto ou alternativamente, garantiram a dominância monotípica de Glossopteris pubescens nom. nov. na comunidade. O conjunto de evidências indicou que os incêndios foram de superfície, em baixas temperaturas, o transporte do carvão vegetal foi praticamente inexistente no horizonte de grandes fragmentos de lenhos queimados e que os demais incêndios recorrentes tiveram pouco efeito na comunidade proximal, ocorrendo regularmente nas áreas de entorno da turfeira dado o aporte de carvão vegetal macroscópico fragmentário. Durante a fase de aquecimento pós-glacial no Permiano, os ambientes de turfeira no Gondwana eram altamente suscetíveis à ocorrência de incêndios dos quais as glossopterídeas se beneficiavam para manter sua dominância e abundância nessas comunidades, por possuírem eficiente plasticidade adaptativa para sobreviver a condições extremas em ambientes altamente perturbados. / Environmental disturbances were detected in a peat-forming environment from the southern Brazilian Paraná Basin (Faxinal Coalfield, Rio Bonito Formation) during the lower Permian (radiometric age 291 ± 1.3 Ma, late Sakmarian) under post-glacial conditions in the Late Paleozoic Ice Age. In addition to recurrent wildfires, an autochthonous/hypauthochthonous wildfire event was identified in the woody vegetation from a coal horizon containing compressed, large-sized logs (21,8 x 13.4 cm). Volcanic influence is recorded in a tonstein layer (sedimentary volcanic ash) interbedded in the coal, where abundant compressed glossopterid leaves are entombed. The coal analysis consisted of reflectance measurements in polished blocks under oil of macerals of the inertinite group to confirm the macroscopic charcoal identification and wildfire occurrence in the peatland. Additionally, the observation of the organic matter in the polished block under fluorescence showed that the microflora has not been affected by the wildfires, but altered fluorescence evidenced environmental dryness, verified in palynofacies slides as well. Under scannin electron microscopy, the charcoal showed homogenized cell walls, indicating burning temperatures higher than 325ºC, but not higher than 400ºC given the low reflectance values and the preservation of fragile plant tissue. The preservation of secondary phloem in organic association with Agathoxylon wood-type is a first paleobotanical record. Observation under transmitted light of the leaf cuticles extracted from the tonstein allowed for the detailed description of xeromorphic patterns, which have been attributed to adaptative responses to the frequent environmental disturbances affecting the peat forest, such as recurrent wildfires due to environmental dryness or regional volcanic activity. These factors, collectively or in an alternating way, ensured the monotypic dominance of Glossopteris pubescens nom. nov. in the plant community. The set of evidences indicated low temperature surface fires, virtually inexistent charcoal transport in the charcoalified log horizon and that the other wildfire events had little effect in the proximal community, occurring regularly in the surrounding areas of the peatland given the fragmentary macroscopic charcoal input. During the postglacial warming in the Permian, the Gondwanan peatlands were highly susceptible to wildfires from which the glossopterids benefited to maintain their dominance and abundance in these communities due to efficient adaptative plasticity to survive under extreme conditions in highly disturbed environments.

A reutilização de resíduos e sua destinação são desafios seguidamente enfrentados na indústria. Por ser extensa e empregar uma grande variedade de processos, matérias-primas e insumos, a cadeia do aço se beneficia por ter ampla flexibilidade e diversas possibilidades de reintrodução de compostos em sua rota de fabricação. Resíduos carbonosos, por exemplo, podem ser parcialmente usados em misturas de carvões no processo de coqueificação dependendo do tamanho e da composição química. Este trabalho, teve como objetivo, avaliar a influência da adição de moinha de carvão vegetal em uma mistura de carvões para a produção de coques em forno piloto de coqueificação e determinar os teores máximos de incorporação suportados pela mistura, avaliando parâmetros de qualidade do coque. Para isso, a moinha de carvão vegetal de eucalipto foi introduzida em duas frações granulométricas distintas, uma composta por partículas mais grosseiras (fração G) e outra composta por partículas mais finas (fração F), e caracterizado juntamente com a mistura utilizada. Posteriormente, os coques produzidos em forno piloto também foram caracterizados através de diversas análises: imediata, elementar, área superficial, porosidade, textura óptica, reatividade em termobalança, CRI/CSR e DI150/15. Os resultados atingidos mostraram que inserção da fração G de moinha comprometeu menos os parâmetros de qualidade dos coques com carvão vegetal. Teores de até 3% de moinha foram suportados para essa distribuição de tamanho de partícula enquanto que para a fração F, somente 1%. Outro fator observado foi que os coques produzidos com adição de moinha de carvão vegetal não tiveram queda significativa no teor de enxofre, a exceção da amostra contendo 10% de carvão vegetal na fração G. Em todas as amostras com moinha de carvão vegetal também foi possível notar o aumento da área superficial em relação ao coque de referência. Os testes termogravimétricos dinâmicos também trouxeram informações relevantes a respeito das temperaturas e taxas aparentes de reações dos coques feitos com moinha de carvão vegetal. / The reuse of waste materials and its destination are challenges continuously faced for industry. For being far-flung and apply a huge variety of process, raw materials and inputs, the steel supply chain benefits from having a high flexibility and many possibilities of reintroducing compounds in its manufacturing route. For example, carbonaceous materials can be used partially in coal blends for cokemaking process depending on particle size and chemical composition. The current work aimed to evaluate the influence of adding fine charcoal to a coal blend for coke production in a pilot oven and to determine the maximum content tolerated for the blend, assessing coke quality parameters. For this, a eucalyptus charcoal residue was introduced in two different size distributions, one composed of coarser particles (fraction G) and another of finer (fraction F), and characterized together with the coal blend used. Afterwards, the cokes produced in pilot oven were also characterized through several analyzes: proximate, ultimate, surface area, porosity, optical texture, reactivity on thermobalance, CRI/CSR e DI150/15. The results achieved showed that the insertion of charcoal on fraction G compromised less the quality parameters of cokes with charcoal. Contents up to 3% of charcoal were tolerated for this particle size distribution while for fraction F, only 1%. Another point noticed was that the coke produced with charcoal addition had no significant drop on sulfur content, with the exception of the coke sample with 10% of charcoal and fraction G. In all samples with charcoal it was also possible to see an increase on surface area in relation to the reference coke. The dynamic thermogravimetric tests also provided relevant information regarding to the temperatures and apparent reaction rates of cokes made with charcoal.

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No âmbito da dimensão ambiental, o estudo demonstra que a produção de ferro-gusa recorre a processos marcados por baixa eficiência energética e que deles resultou o acesso, sem prudência ecológica, a estoque de biomassa da floresta amazônica, com ampliação da pressão antrópica sobre ela. O estudo evidencia que o plantio de grandes áreas de floresta para produzir carvão vegetal não se concretizou, manteve-se tão-somente como retórica desprovida de base realista. Quanto à dimensão econômica, o estudo indica que as limitações de a indústria de ferro-gusa impulsionar processos de modernização vinculam-se, dentre outros aspectos, ao fato de ela ter na demanda de carvão vegetal o principal elo de articulação com a sociedade e com a economia da região. Tal demanda é suprida por centenas de fornecedores e, por meio dela, a indústria controla a margem de lucro e comprime os custos de produção transferindo custos privados para a sociedade. O estudo demonstra, ainda, que o padrão de atuação deste segmento empresarial vincula-se a condicionamentos econômicos e institucionais: a implantação de florestas energéticas exige investimentos de longo prazo, somados às grandes oscilações no preço do ferro-gusa e a dinâmicas institucionais que abrem possibilidade de se acessar, ilegalmente, biomassa de florestas primárias. Isso levou o segmento a recorrer, historicamente, ao suprimento de carvão vegetal produzido, sobretudo, a partir da biomassa de florestas primárias e não da silvicultura. Com base em tais evidências, o trabalho conclui que a predição estatal de impulso regional modernizante não se materializou. A causa principal foi a inexistência de competências sociais para regular a transformação de matéria e energia em mercadorias, e esta produção teve seus fundamentos marcados pela degradação social e ambiental. Assim, atuou em sentido contrário ao discurso estatal: acelerou a transferência energética, material e de valores para outras regiões. Drenagem energético-material que não foi compensada, nem pela capacidade de a região equilibrar as perdas com importações de produtos, nem pela implementação de dinâmicas eficazes para a industrialização da região. / This study analyzed the development of the production of merchant pig iron in the Eastern Brazilian Amazon in the last quarter of the 20th century that was intended to supply the international steel market. In the 1980s, the state announced that industrial merchant pig iron plants would be an element in the strategic plan for the economic modernization of the region. This policy justified the granting of tax, credit and infrastructure benefits to 22 merchant pig iron and metallurgy companies. In examining the environmental effects of implementing this plan, the study found that the processes involved in producing pig iron are not energy efficient and have resulted in the consumption of the biomass supply of the Amazonian rainforest without consideration of the ecological consequences, resulting in increased human-generated pressure on that ecosystem. The study found that the plans to cultivate large areas of the rainforest to produce charcoal were not carried out, having been merely rhetoric, with no realistic basis. In the economic dimension, the study indicated that the limited success of the pig iron industry in stimulating processes of modernization is due to, among other things, the fact that the industry’s demand for charcoal is its primary connection with the region’s society and economy. This demand is met by hundreds of suppliers and, in this way, the industry controls the profit margin and reduces its production costs, transferring its private costs to the whole society. In addition, this study showed that the performance of this sector depends on the economic and institutional conditions. Specifically, the planting of forests to provide energy for industry requires long-term investment and there are wide oscillations in the price of pig iron. In addition, there are institutional dynamics at play that make it more possible to illegally exploit primary rainforest biomass for producing charcoal. Historically, these factors have led to the industry using charcoal from primary rainforest biomass rather than that produced through forestry. Based on this evidence, the study concluded that the state’s prediction of a regional modernization trend has not been realized. This is principally due to a lack of ability on the part of society to regulate the processing of materials and energy into merchandise, and the industry has therefore been marked by social and environmental degradation. Its effects have been contrary to those predicted in the state’s rhetoric; it has accelerated the transfer of energy, materials and value to other regions. The region has not had the capacity to balance this loss of energy and material resources with the importation of products, nor has the loss been balanced by the implementation of efficient mechanisms for the ndustrialization of the region. / UFPA - Universidade Federal do Pará

Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Coorientador: José Adilson de Castro / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Alexandre José da Silva / Banca: Antonio Rosa do Nascimento / Resumo: O uso de biomassa renovável para a produção de carvão vegetal é uma das alternativas atuais de obtenção de agente redutor na siderurgia e possui características de neutralidade nas emissões de gases efeito estufa, uma vez que absorve o CO2 emitido durante o crescimento das florestas. O uso do carvão vegetal no processo de fabricação do sinter (sinterização) não é empregado atualmente na prática observada. Além disto, a sinterização consiste, dentro da siderurgia, em uma das etapas com maior potencial de impacto ambiental. Testes em escala piloto para produção de sinter foram conduzidos buscando avaliar diferentes participações de carvão vegetal na mistura de combustíveis com o intuito de quantificar o desempenho operacional e de qualidade de produto, bem como as variáveis ambientais decorrentes das emissões atmosféricas do processo. Foram avaliados os principais parâmetros ambientais, dentre eles, as emissões de dioxinas e furanos. Como resultados, obteve-se que é possível uma participação de até 50% de carvão vegetal na mistura de combustíveis com qualidade aceitável do sinter produto obtido, implicando em uma redução de até 50% nas emissões de gases efeito estufa, mesmo com maior emissão relativa de CH4. Uma redução de até 50% nas emissões de dioxinas e furanos também foi observada / Abstract: Renewable biomass use for charcoal production is one of the current alternatives aiming the reduction agent supply at steel making process. This alternative has the greenhouse gases emission neutrality characteristics once it uses the emitted CO2 during the trees growing period. The use of charcoal at sinter making process is not commonly applied at current practices. In addition, sinter making process consists, among the other steel making steps, as one of the most potential environmental impact. Laboratory tests for sinter making were conducted aiming the evaluation of different participations of charcoal in fuel mix in order to quantify the operational performance and product quality as well as environmental variables resulting from process atmospheric emissions. The main environmental parameters were evaluated, among them, dioxins and furans. As a result, it was found that a participation of 50% of charcoal in the fuel mix is possible with acceptable quality of the final sinter product, and a reduction of greenhouse gases up to 50% even though a higher CH4 relative emission. Reductions of 50% at dioxins and furans emissions were also observed / Doutor

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-09-05T18:38:43Z No. of bitstreams: 2 Lima, Larissa Borges de - 2014.pdf: 1505903 bytes, checksum: 592af218624fc7c2b947481a8b053b51 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-05T18:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Lima, Larissa Borges de - 2014.pdf: 1505903 bytes, checksum: 592af218624fc7c2b947481a8b053b51 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-05-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this work was to verify the long-term effect of biochar application on soil chemical properties and the development and soybean yield and carbon pools in a Oxisol (Experiment I) and Haplic Plinthosol (Experiment II) in the cerrado biome. Both experiments were conducted under field conditions in Nova Xavantina-MT . Settled experiments in a randomized block design, consisting of the combination of levels of the fertilizer (NPK) and doses of biochar. For evaluation of soil fertility soil samples were collected at 0-20 cm and analyzed the following attributes: pH, Ca, Mg, H+Al, P, K, and organic matter (OM). Agronomic variables were: height and dry matter of V4 and R1 and productivity. For evaluations in carbon pools contents were determined and total organic carbon (TOC) and nitrogen (TN), the concentrations of C in fractions fulvic acids (FA) , humic acids (HA) and humin (HU) , and , humification index (HI) . In general , there was synergy between the effect of mineral fertilization and application of biochar on soil chemical over the four years after the application attributes. As the aromatic structures are oxidized biochar notes positive effect on the contents of OM. The productivity was significantly increased mainly due to the application of 16 Mg ha-1 of biochar on 1st 3rd and 4th year , with an equation with quadratic behavior . In the 7th and 8th grade direct effect of biochar was reduced with low variation of grain yield. An increase in TOC stocks and aromatic contents with increasing carbon biochar application, showing that Walkley-black method is not effective for the determination of TOC in soils under application of biochar. There was a reduction in C-AF and C-AH with the application of biochar , more evident effect in the presence of NPK . The C-HU increased significantly with increasing doses of biochar. High doses of biochar (>16 Mg ha-1) provide increased IH. In both experiments I and II, biochar contributes to increasing C more stable OM of soil fraction is humin , which is desirable from an environmental standpoint and fertility. / Objetivou-se com este trabalho verificar o efeito em longo prazo da aplicação de biochar sobre os atributos químicos do solo e no desenvolvimento e produtividade da soja, e nos compartimentos de carbono em um Latossolo Vermelho-Amarelo (Experimento I) e Plintossolo Háplico (Experimento II) no bioma cerrado. Ambos experimentos foram conduzido a campo em Nova Xavantina – MT. Os experimentos foram instalados em delineamento de blocos casualizados, composto pela combinação de níveis de adubação de base (NPK) e doses de biochar. Para a avaliação de fertilidade do solo foram coletadas amostras de solo na camada de 0-20 cm e analisados os seguintes atributos: pH, Ca, Mg, H+Al, P, K e matéria orgânica (MOS). As variáveis agronômicas estudadas foram: altura das plantas e fitomassa seca em V4 e R1, e produtividade. Para as avaliações nos compartimentos de carbono foram determinados os teores e estoques totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT), os teores de C nas frações ácidos fúlvicos (AF), ácidos húmicos (AH) e humina (HU), e índice de humificação (IH). De maneira geral, constatouse sinergismo entre o efeito da adubação mineral e a aplicação de biochar nos atributos químicos do solo ao longo dos quatro anos após a aplicação. À medida que as estruturas aromáticas do biochar são oxidadas, observa efeito positivo nos teores de MO. A produtividade foi significativamente aumentada em razão principalmente da aplicação de 16 Mg ha-1 de biochar, nos 1°, 3° e 4° anos, sendo a equação com comportamento quadrático. Nos 7° e 8° anos o efeito direto do biochar foi reduzido com baixa variação da produtividade de grãos. Houve aumento nos estoques de COT e nos teores de carbono aromático com o aumento da aplicação de biochar, evidenciando que o método Walkleyblack não é eficaz para a determinação de COT em solos sob aplicação de biochar. Houve redução do C-AF e C-AH com a aplicação de biochar, sendo este efeito mais evidente na presença de NPK. O C-HU aumentou significativamente com o aumento das doses de biochar. Altas doses de biochar (>16 Mg ha-1) proporcionaram aumento no IH. Em ambos os experimentos (I e II), o biochar contribuiu para o aumento do C na fração mais estável da MOS que é a humina, o que é desejável do ponto de vista ambiental e de fertilidade.