Titanium alloys have been interesting combinations of mechanical properties and corrosion, thus generating great acceptance as structural material in aircraft components and also as a substitute of bone tissue, which justifies how many researches are being developed. The concentrations of the mechanical conformation (80% cold deformation), thermal treatments of solubilization, water quenching, Cryogenic treatment (-198ºC) and aging treatment through Vickers microhardness, metallography and image analysis techniques. The results demonstrate that the treatment is critical after an increase in the hardness of the alloy with less than 5.0% of tin, and this result is the result of Beta (CCC) and α "(Ortorrômbica) tension. Results from the hardness analyzes showed that the treatment should be followed by an increase in the number of martensite needles or an improvement in the hardness property. The image analysis demonstrated the same pattern in a quantitative manner. Construction of a temperature measurement system for the construction of a temperature measurement system. / Ligas de titânio têm apresentado interessantes combinações de propriedades mecânicas e de corrosão, gerando assim grande aceitação como material estrutural em componentes de aeronaves e também como substituinte do tecido ósseo, o que justifica as diversas pesquisas que estão sendo desenvolvidas. O presente estudo avaliou as modificações das fases nas ligas Ti35Nb(0,0; 2,5; 5,0; 7,5)Sn decorrentes da conformação mecânica (80% de deformação a frio), tratamentos térmicos de solubilização, têmpera em água, tratamento criogênico (-198ºC) e tratamento de envelhecimento através das técnicas de microdureza Vickers, metalografia e análise de imagens. Os resultados demonstram que o tratamento criogênico após a têmpera aumentou significativamente a dureza da liga com teor inferior a 5,0 % de estanho, sendo que este resultado é decorrência da tensão imposta no tratamento criogênico o qual aumenta a semelhança entre as estruturas cristalinas da fase beta (CCC) e α” (Ortorrômbica). Os resultados das metalografias e de dureza demonstraram que o tratamento criogênico após a têmpera aumentou o número de agulhas de martensíta, responsáveis pela melhoria de propriedade de dureza. A análise de imagem demonstrou de maneira quantitativa o mesmo padrão. De acordo com os resultados encontrados foi possível concluir que a temperatura de total transformação para as ligas com teor superior a 2,5% de estanho é inferior a temperatura ambiental e que o tratamento criogênico é um processo eficaz na melhoria das propriedades mecânicas das ligas estudadas.

Foram estudados os efeitos da introdução de etapas de tratamento criogênico e do alívio de tensões no ciclo térmico do aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2. Variaram-se as temperaturas de tratamento criogênico, sendo elas principalmente: criogênica (-196°C) e subzero (-80°C). Foram variados os tempos de permanência às temperaturas criogênicas: 2, 3, 10, 24 e 30 e 36 horas. Verificou-se o efeito da adição da etapa (130°C/90 minutos) de alívio de tensões previamente ao tratamento criogênico. As amostras com diferentes ciclos térmicos foram submetidas à caracterização metalográfica, difração de raios-X e ensaios de potencial termo-elétrico. Na caracterização metalográfica as amostras foram analisadas por MEV (microscopia eletrônica de varredura) e MEV-FEG (MEV com canhão com emissão por efeito de campo). Os carbonetos secundários (micrométricos) não apresentaram variação. Os carbonetos secundários de revenido (nanométricos) apresentaram-se mais finamente dispersos na matriz nas amostras com tratamento criogênico e sem alívio de tensões. A difração de Raios-X foi realizada no Laboratório Nacional de Luz Síncroton, a luz síncroton foi essencial para detectar as variações pequenas e em escala nanométrica que ocorreram devido às inserções dos tratamentos criogênicos e de alívio de tensões. Foram verificados: i) menor fração volumétrica de austenita retida nas amostras tratadas em temperatura subzero quando comparadas às amostras tratadas em temperaturas criogênicas, indicando um comportamento cinético em C da curva de transformação; ii) diminuição da relação c/a dos parâmetros do reticulado cristalino da martensita e aumento do parâmetro a da austenita (devido à partição de carbono da martensita supersaturada em carbono para a austenita) causando estabilização da austenita com a inserção da etapa de alívio de tensões; iii) aumento no parâmetro a da austenita retida residual após revenimentos, com consequente aumento no teor de carbono da mesma, devido à partição de carbono; iv) maior fração volumétrica de carbonetos de revenido (M7C3 e M2C) nas amostras com tratamento criogênico logo após a têmpera, seguido da amostra com tratamento criogênico + alívio de tensões, seguidos da amostra somente temperada e revenida e por fim da amostra com alívio de tensões e sem tratamento criogênico. Os ensaios de potencial termo-elétrico (realizados no INSA-Lyon) foram utilizados para verificar o comportamento das amostras nas temperaturas de revenimento. Foram realizados tratamentos isotérmicos (130°C, 210°C, 350°C, 450°C e 520°C) cumulativos com tempos de 1 minuto até 130 horas. Verificou-se que: i) nos primeiros estágios do revenimento a cinética é favorecida pelo tratamento criogênico (precipitação de carbonetos \'eta\' ou \'epsilon\'); ii) o alívio de tensões atrasa os dois primeiros estágios do revenimento; iii) há maior crescimento dos carbonetos de liga nas amostras sem tratamento criogênico. O refinamento dos carbonetos secundários de revenimento foi atribuído a uma sequência de precipitações de carbonetos de revenido in situ: \'eta\' -> \'teta\' -> M7C3 e M2C. / The effects of cryogenic treatments and of stress relief treatment introduced in the thermal cycle of the cold work tool steel AISI D2 were studied. The cryogenic temperatures were varied: cryogenic (-196°C) and subzero (-80°C). It was also varied the holding times at cryogenic temperatures: 2, 3, 10, 24, 30 and 36 hours. The effect of including a stress relief heat treatment previously to the cryogenic treatment was also verified. Samples submitted to different thermal cycles were studied using metallographic characterization, X-ray diffraction and electric power measurements. The metallographic characterization used SEM (scanning electron microscopy) and SEM-FEG (SEM with field emission gun), besides OM (optical microscopy). It was not found any variation in the secondary carbides (micrometrics) precipitation. The temper secondary carbides (nanometrics) showed to be more finely dispersed in the matrix of the samples with cryogenic treatment and without stress relief. The X-ray diffractions were carried out at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory; synchrotron light was essential to detect small and nano sized variations occurring due to the addition of the cryogenics and stress relief treatments. It was verified: i) lower austenite volumetric fraction in the samples with subzero treatment if compared to the cryogenic treated samples, an indication of a C curve kinetic behavior of the transformation; ii) the stress relief treatment produced an decrease in the c/a relationship of the martensite lattice parameters and an increase in the austenite a parameter (explained by carbon atoms partition from the supersatured martensite to the retained austenite); iii) after double tempering occurred an increase in the a parameter of the remaining austenite lattice, indicating an increase in the carbon content of the residual retained austenite, due to carbon partition; iv) higher volumetric fraction of temper carbides (M7C3 and M2C) if the samples were cryogenic treated just after quench (to room temperature), followed by the sample with cryogenic treatment + stress relief, after the sample just quenched and tempered and finally by the samples with stress relief without cryogenic treatment. Thermo-electric power measurements (carried out at INSA-Lyon) characterized the samples behavior after tempering at different temperatures. Cumulative isothermal treatments (130°C, 210°C, 350°C, 450°C e 520°C) with increasing times (from 1 minute to 130 hours) were used. It was verified that: i) the kinetic is favoured by the cryogenic treatment in the first temper stage (\'eta\' or \'epsilon\' carbide precipitation); ii) the stress relief delayed the first and second temper stage; iii) the samples without cryogenic treatment showed to have a bigger growing for the alloys carbides in the last stage of temper. The refinement of the temper secondary carbides was attributed to an in situ carbide precipitation during tempering: \'eta\' -> \'teta\' -> M7C3 e M2C.

Foram estudados os efeitos da introdução de etapas de tratamento criogênico e do alívio de tensões no ciclo térmico do aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2. Variaram-se as temperaturas de tratamento criogênico, sendo elas principalmente: criogênica (-196°C) e subzero (-80°C). Foram variados os tempos de permanência às temperaturas criogênicas: 2, 3, 10, 24 e 30 e 36 horas. Verificou-se o efeito da adição da etapa (130°C/90 minutos) de alívio de tensões previamente ao tratamento criogênico. As amostras com diferentes ciclos térmicos foram submetidas à caracterização metalográfica, difração de raios-X e ensaios de potencial termo-elétrico. Na caracterização metalográfica as amostras foram analisadas por MEV (microscopia eletrônica de varredura) e MEV-FEG (MEV com canhão com emissão por efeito de campo). Os carbonetos secundários (micrométricos) não apresentaram variação. Os carbonetos secundários de revenido (nanométricos) apresentaram-se mais finamente dispersos na matriz nas amostras com tratamento criogênico e sem alívio de tensões. A difração de Raios-X foi realizada no Laboratório Nacional de Luz Síncroton, a luz síncroton foi essencial para detectar as variações pequenas e em escala nanométrica que ocorreram devido às inserções dos tratamentos criogênicos e de alívio de tensões. Foram verificados: i) menor fração volumétrica de austenita retida nas amostras tratadas em temperatura subzero quando comparadas às amostras tratadas em temperaturas criogênicas, indicando um comportamento cinético em C da curva de transformação; ii) diminuição da relação c/a dos parâmetros do reticulado cristalino da martensita e aumento do parâmetro a da austenita (devido à partição de carbono da martensita supersaturada em carbono para a austenita) causando estabilização da austenita com a inserção da etapa de alívio de tensões; iii) aumento no parâmetro a da austenita retida residual após revenimentos, com consequente aumento no teor de carbono da mesma, devido à partição de carbono; iv) maior fração volumétrica de carbonetos de revenido (M7C3 e M2C) nas amostras com tratamento criogênico logo após a têmpera, seguido da amostra com tratamento criogênico + alívio de tensões, seguidos da amostra somente temperada e revenida e por fim da amostra com alívio de tensões e sem tratamento criogênico. Os ensaios de potencial termo-elétrico (realizados no INSA-Lyon) foram utilizados para verificar o comportamento das amostras nas temperaturas de revenimento. Foram realizados tratamentos isotérmicos (130°C, 210°C, 350°C, 450°C e 520°C) cumulativos com tempos de 1 minuto até 130 horas. Verificou-se que: i) nos primeiros estágios do revenimento a cinética é favorecida pelo tratamento criogênico (precipitação de carbonetos \'eta\' ou \'epsilon\'); ii) o alívio de tensões atrasa os dois primeiros estágios do revenimento; iii) há maior crescimento dos carbonetos de liga nas amostras sem tratamento criogênico. O refinamento dos carbonetos secundários de revenimento foi atribuído a uma sequência de precipitações de carbonetos de revenido in situ: \'eta\' -> \'teta\' -> M7C3 e M2C. / The effects of cryogenic treatments and of stress relief treatment introduced in the thermal cycle of the cold work tool steel AISI D2 were studied. The cryogenic temperatures were varied: cryogenic (-196°C) and subzero (-80°C). It was also varied the holding times at cryogenic temperatures: 2, 3, 10, 24, 30 and 36 hours. The effect of including a stress relief heat treatment previously to the cryogenic treatment was also verified. Samples submitted to different thermal cycles were studied using metallographic characterization, X-ray diffraction and electric power measurements. The metallographic characterization used SEM (scanning electron microscopy) and SEM-FEG (SEM with field emission gun), besides OM (optical microscopy). It was not found any variation in the secondary carbides (micrometrics) precipitation. The temper secondary carbides (nanometrics) showed to be more finely dispersed in the matrix of the samples with cryogenic treatment and without stress relief. The X-ray diffractions were carried out at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory; synchrotron light was essential to detect small and nano sized variations occurring due to the addition of the cryogenics and stress relief treatments. It was verified: i) lower austenite volumetric fraction in the samples with subzero treatment if compared to the cryogenic treated samples, an indication of a C curve kinetic behavior of the transformation; ii) the stress relief treatment produced an decrease in the c/a relationship of the martensite lattice parameters and an increase in the austenite a parameter (explained by carbon atoms partition from the supersatured martensite to the retained austenite); iii) after double tempering occurred an increase in the a parameter of the remaining austenite lattice, indicating an increase in the carbon content of the residual retained austenite, due to carbon partition; iv) higher volumetric fraction of temper carbides (M7C3 and M2C) if the samples were cryogenic treated just after quench (to room temperature), followed by the sample with cryogenic treatment + stress relief, after the sample just quenched and tempered and finally by the samples with stress relief without cryogenic treatment. Thermo-electric power measurements (carried out at INSA-Lyon) characterized the samples behavior after tempering at different temperatures. Cumulative isothermal treatments (130°C, 210°C, 350°C, 450°C e 520°C) with increasing times (from 1 minute to 130 hours) were used. It was verified that: i) the kinetic is favoured by the cryogenic treatment in the first temper stage (\'eta\' or \'epsilon\' carbide precipitation); ii) the stress relief delayed the first and second temper stage; iii) the samples without cryogenic treatment showed to have a bigger growing for the alloys carbides in the last stage of temper. The refinement of the temper secondary carbides was attributed to an in situ carbide precipitation during tempering: \'eta\' -> \'teta\' -> M7C3 e M2C.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-13T14:15:26Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ DIVÂNIO PEREIRA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 15315292 bytes, checksum: e9b24518134206b0e9339d2a725d179a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T14:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ DIVÂNIO PEREIRA DE OLIVEIRA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2011..pdf: 15315292 bytes, checksum: e9b24518134206b0e9339d2a725d179a (MD5) Previous issue date: 2011-09 / O consumo de carne congelada é cada vez maior, sobretudo nas grandes cidades, tornando-se imprescindíveis estudos mais detalhados dos processos de congelamento e sua influência no produto destinado ao consumidor. O principal objetivo deste trabalho foi determinar a cinética de congelamento e avaliar as alterações físico-químicas do lombo da carne caprina e ovina, submetido a quatro temperaturas de congelamento: -22,5 e -45 °C (freezer comercial), -170 °C (vapor de nitrogénio líquido) e -196 °C (imersão no nitrogénio líquido). Foram realizadas as análises físico-químicas de teor de água, pH, acidez, cinzas e proteínas, de acordo com o Instituto Adolfo Lutz enquanto para os atributos textura, ruptura da fibra e resistência de corte, as amostras foram realizadas em texturômetro da marca TA.XT plus. O lombo da carne ovina a -22,5 e -45 °C congelou mais rapidamente que a do lombo da carne caprina, cujos tempos foram iguais a 10200 e 10800 segundos; 6240 e 6480 segundos, respectivamente; Já nas temperaturas de -170 e -196 o lombo da carne apresentou ligeira diferença no tempo de congelamento com a carne caprina congelando de maneira mais rápida em aproximadamente 1920 segundos com relação à carne ovina, que foi de 1940 segundos e 120 e 125 segundos, respectivamente. As difusividades efetivas médias (am) do lombo da carne caprina e ovina apresentaram tendência de aumento com a diminuição da temperatura de congelamento. Os maiores valores de teor de água, pH, acidez e proteínas do lombo da carne caprina foram iguais a 76,8447% (-45°C); 5,756 (-45 °C), 5,733 (-90 °C) e 5,770 (-196 °C); 0,052% (-90 °C); e 23,490% (-170 °C), respectivamente; por outro lado, teores de água, pH, acidez e proteínas, foram iguais a 71,6773% (-90 °C), 5,530 (-22,5 °C), 0,032% (-170 °C) e 18,390 (-196 °C), respectivamente. No lombo da carne caprina os maiores e menores valores para o teor de água foram iguais a 77,6433 (-22,5 °C) e 70, 5390 (-90 °C); pH iguais a 5,753 (-196 °C) e 5,610 (-22,5 °); acidez iguais a 0,047, 0,045, 0,044 % (-22,5, -45 e -170°C)e 0,040 (- 196 °C); proteínas iguais a 20,643 e 20,953 % (-45 e -90 °C) e 18,923 e 18,720 (-22,5 e - 170 °C), mas as cinzas não apresentaram alterações significativas. A redução da temperatura de congelamento proporcionou tendência de diminuição da força de corte e ruptura das fibras do lombo da carne caprina e ovina. / Frozen meat consumption has increased especially in large cities, calling for more exhaustive rescarch concerning the freezing process and its influence on consumer products. The main objective of present study is to determine the freezing kinetics and evaluate the physical and chemical changes that occur in the lamb loin and goat meat. Both the lamb loin and goat meat were exposed to four freezing temperatures, -22.5 and - 45 C (freezer trade), -170 C (liquid nitrogen vapor) and -196 ° C (immersion in liquid nitrogen). A physical-chemical water content analysis, including pH, acidity, ash and protein content was conducted in conformity with the Instituto Adolfo Lutz's, norms whereas for texture attributes of fiber rupture and resistance, samples cutting were done in brand texturometer TA . XT plus. The lamb loin -22.5 and -45 ° C froze faster than the goat meat , whose times were equal to 10200 and 10800 / 2, 6240 and 6480 / 2, respectively. At temperatures of -170 and -196 °C, the loin meat exhibited a slight difference in freezing weather, with freezing goat meat quickly, in about 1920 / 2, in relation to lamb, which was 1940 / 2 and 120 125 seconds, respectively. The mean effective diffusivities (am) of loin meat goats and sheep tended to increase with decreasing freezing temperature. The highest values of water content, pH, acidity and protein loin of goat meat were equal to 76.8447% (-45 ° C) 5.756 (-45 ° C), 5.733 (-90 C) and 5.770 (-196 ° C), 0.052% (-90 C) and 23.490% (-170 ° C), respectively. While the lower water content, pH, acidity and protein were equal to 71.6773% (-90 C), 5.530 (-22.5 C), 0.032% (-170 ° C) and 18.390 (-196 degrees C), respectively. On the back of the goat meat, the highest and lowest values for water content were equal to 77.6433 (-22.5 C) and 70, 5390 (-90 C), pH equal to 5.753 (-196 ° C) and 5.610 (-22.5 °); acidity equal to 0.047, 0.045, 0.044% (-22.5, -45 and - 170 ° C) and 0.040 (-196 ° C), protein equal to 20.643 and 20.953% (-45 and -90 C) and 18.923 and 18.720 (-22.5 and - 170 ° C), while the ash did not change significantly. The reduction of the freezing temperature gave a trend of cutting force and rupture of the fibers of the loin of lamb and goat meat.

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nitrados (nitro-HPAs) são potencialmente genotóxicos, por isso existe um grande interesse na determinação analítica desses compostos no material particulado no ar. Os nitro-PAHs são emitidos diretamente para a atmosfera pela combustão incompleta ou podem ser formados in situ a partir dos HPAs precursores. Neste trabalho, são apresentados os resultados obtidos no desenvolvimento de um método de análise de nitro-HPAs (1-nitronaftaleno, 2-nitronaftaleno, 1-nitropireno, 2-nitropireno, 2-nitrofluoranteno, 3-nitrofluoranteno, 1,3-dinitropireno, 1,6- dinitropireno, 2-nitrofluoreno, 6-nitrocriseno, 7-nitrobenzo(a)antraceno, 9- nitroantraceno e 9-nitrofenantreno) por GCxGC. A separação destes compostos por GCxGC pode simplificar a etapa de pré-tratamento do extrato orgânico oriundo do material particulado no ar. A GCxGC promove a separação em duas colunas com mecanismos de separação diferentes, conectadas em série, o que resulta em uma capacidade de separação maior. O sistema GCxGC empregado neste trabalho possui um injetor com programação de temperatura (PTV), um modulador criogênico de dois jatos de CO2 líquido (Dual Jet) e um detector por ionização em chama (FID). A separação foi feita empregando a fase estacionária apolar 5% fenil polisilfenilene siloxano na primeira coluna (30 m / 0,25 mm / 0,25 µm) e a semipolar 14% cianopropilfenil polisiloxano na segunda coluna (1 m / 0,10 mm / 0,10 µm). Diferentes condições cromatográficas foram testadas, como: programação de temperatura no PTV, de 40-90ºC até 350ºC, com taxa de aquecimento de 2,2 e 14,5ºC/s; programação de temperatura no forno, de 40-90ºC até 300ºC, com taxa de aquecimento de 2, 2,5 e 3ºC/min; períodos de modulação de 3, 4 e 5s. O volume injetado foi 2µL, no modo splitless; a vazão do gás de arraste (He) foi constante e igual a 1 mL/min e o detector FID foi operado em 120 Hz. As larguras de pico medidas em 10% da altura variaram de 167 a 350ms para 1- nitronaftaleno e 6-nitrocriseno, respectivamente, e a capacidade de pico para o conjunto de colunas de separação usado foi estimada em cerca de 9800. Parâmetros de validação, tais como os limites de detecção (200 a 500 ng/mL) e de quantificação (650 a 1600 ng/mL) para alguns nitro-HPAs foram determinados. Para a quantificação, foram testados os métodos por padronização interna e externa, sendo que, através dos resultados deste trabalho, pode-se mostrar que a determinação de nitro-HPAs por GCxGC com o modulador empregado é possível se for feita através do método de padronização interna. O sistema GCxGC empregado causou dificuldades operacionais, principalmente na conexão das colunas e na modulação. Perdas de massa de analito foram detectadas nas análises por GCxGC, muito provavelmente causadas por uma conexão parcial das colunas. Isso poderia ser evitado se a conexão fosse feita pela fusão das colunas a um conector de vidro adequado a essa finalidade. Picos modulados divididos foram observados com frequência, o que comprometeu a precisão e exatidão dos resultados. A divisão dos picos ocorreu de modo aleatório dificultando a identificação da causa mais provável para a sua ocorrência. Cromatogramas GCxGC de extratos orgânicos não fracionados de particulados no ar, oriundos de queima direta de palha de cana-de-açúcar, de região afetada pela queima de cana-de-açúcar e de área urbana da cidade de São Paulo, mostraram a potencialidade do método / Nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons (nitro-PAHs) are potentially genotoxic, so there is a great interest in the analytical determination of these compounds in airborne particulate matter. The nitro-PAHs are emitted directly into the atmosphere by incomplete combustion or may be formed in situ from PAHs. In this work, results obtained from the development of an analytical method for nitro-PAHs by GCxGC are presented. The nitro-PAHs studied were: 1- nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1-nitropyrene, 2-nitropyrene, 2- nitrofluoranthene, 3-nitrofluoranthene, 1,3-dinitropyrene, 1,6-dinitropyrene, 2- nitrofluorene, 6-nitrochrysene, 7-nitrobenzo(a)anthracene, 9-nitroanthracene and 9- nitrophenanthrene. The separation of these compounds by GCxGC should simplify the pretreatment step of the airborne particulate organic extract. In GCxGC two capillary columns of different mechanisms of separation are coupled by an interface called modulator, which increase significantly the chromatographic resolution. The GCxGC system used in this work is equipped with a PTV injector, a dual-stage double jets CO2 cryogenic modulator and a flame ionization detector (FID). The separation was carried out using a nonpolar stationary phase 5% methyl phenyl polysiloxane in the first column (30 m / 0.25 mm / 0.25 µm) and a semipolar 14% cyanopropyl phenyl dimethyl polysiloxane in the second column. Different chromatographic conditions were tested: the PTV was programmed from 40-90ºC to 350ºC at 2.2 and 14.5ºC/s; the oven was programmed from 40-90ºC to 350ºC at 2.0, 2.5 and 3.0ºC/min; the modulation periods tested were 3, 4 and 5s. The injected volume was 2µL in splitless mode, the carrier gas (He) flow rate of 1 mL/min was constant and the FID detector was operated at 120 Hz. Validation parameters, such as the limit of detection (200 - 500 ng/mL) and quantitation (650 - 1600 ng/mL) were determined. For quantification, the internal and external standardization methods were tested, and through the results of this study, it can be shown that the determination of nitro-PAHs by GCxGC with the modulator used is possible if made by internal standardization method. The GCxGC system presented operational difficulties, particularly in the column connection and in the modulation zone. A partial connection of the columns resulted in mass loss of the analytes. The connection of the columns could be more effective if it was made by fusing the columns to a glass connector suitable for this purpose. Divided modulated peaks were frequently observed, which compromised the precision and accuracy of the results. The division of the peaks occurred randomly hindering the identification of the most likely cause for its occurrence. GCxGC chromatograms corresponding to unfractionated organic extracts of airborne particulate material from the sugarcane straw burning, from an area impacted by sugar cane burning emissions and from an urban area of São Paulo City showed the capability of the method.

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nitrados (nitro-HPAs) são potencialmente genotóxicos, por isso existe um grande interesse na determinação analítica desses compostos no material particulado no ar. Os nitro-PAHs são emitidos diretamente para a atmosfera pela combustão incompleta ou podem ser formados in situ a partir dos HPAs precursores. Neste trabalho, são apresentados os resultados obtidos no desenvolvimento de um método de análise de nitro-HPAs (1-nitronaftaleno, 2-nitronaftaleno, 1-nitropireno, 2-nitropireno, 2-nitrofluoranteno, 3-nitrofluoranteno, 1,3-dinitropireno, 1,6- dinitropireno, 2-nitrofluoreno, 6-nitrocriseno, 7-nitrobenzo(a)antraceno, 9- nitroantraceno e 9-nitrofenantreno) por GCxGC. A separação destes compostos por GCxGC pode simplificar a etapa de pré-tratamento do extrato orgânico oriundo do material particulado no ar. A GCxGC promove a separação em duas colunas com mecanismos de separação diferentes, conectadas em série, o que resulta em uma capacidade de separação maior. O sistema GCxGC empregado neste trabalho possui um injetor com programação de temperatura (PTV), um modulador criogênico de dois jatos de CO2 líquido (Dual Jet) e um detector por ionização em chama (FID). A separação foi feita empregando a fase estacionária apolar 5% fenil polisilfenilene siloxano na primeira coluna (30 m / 0,25 mm / 0,25 µm) e a semipolar 14% cianopropilfenil polisiloxano na segunda coluna (1 m / 0,10 mm / 0,10 µm). Diferentes condições cromatográficas foram testadas, como: programação de temperatura no PTV, de 40-90ºC até 350ºC, com taxa de aquecimento de 2,2 e 14,5ºC/s; programação de temperatura no forno, de 40-90ºC até 300ºC, com taxa de aquecimento de 2, 2,5 e 3ºC/min; períodos de modulação de 3, 4 e 5s. O volume injetado foi 2µL, no modo splitless; a vazão do gás de arraste (He) foi constante e igual a 1 mL/min e o detector FID foi operado em 120 Hz. As larguras de pico medidas em 10% da altura variaram de 167 a 350ms para 1- nitronaftaleno e 6-nitrocriseno, respectivamente, e a capacidade de pico para o conjunto de colunas de separação usado foi estimada em cerca de 9800. Parâmetros de validação, tais como os limites de detecção (200 a 500 ng/mL) e de quantificação (650 a 1600 ng/mL) para alguns nitro-HPAs foram determinados. Para a quantificação, foram testados os métodos por padronização interna e externa, sendo que, através dos resultados deste trabalho, pode-se mostrar que a determinação de nitro-HPAs por GCxGC com o modulador empregado é possível se for feita através do método de padronização interna. O sistema GCxGC empregado causou dificuldades operacionais, principalmente na conexão das colunas e na modulação. Perdas de massa de analito foram detectadas nas análises por GCxGC, muito provavelmente causadas por uma conexão parcial das colunas. Isso poderia ser evitado se a conexão fosse feita pela fusão das colunas a um conector de vidro adequado a essa finalidade. Picos modulados divididos foram observados com frequência, o que comprometeu a precisão e exatidão dos resultados. A divisão dos picos ocorreu de modo aleatório dificultando a identificação da causa mais provável para a sua ocorrência. Cromatogramas GCxGC de extratos orgânicos não fracionados de particulados no ar, oriundos de queima direta de palha de cana-de-açúcar, de região afetada pela queima de cana-de-açúcar e de área urbana da cidade de São Paulo, mostraram a potencialidade do método / Nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons (nitro-PAHs) are potentially genotoxic, so there is a great interest in the analytical determination of these compounds in airborne particulate matter. The nitro-PAHs are emitted directly into the atmosphere by incomplete combustion or may be formed in situ from PAHs. In this work, results obtained from the development of an analytical method for nitro-PAHs by GCxGC are presented. The nitro-PAHs studied were: 1- nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1-nitropyrene, 2-nitropyrene, 2- nitrofluoranthene, 3-nitrofluoranthene, 1,3-dinitropyrene, 1,6-dinitropyrene, 2- nitrofluorene, 6-nitrochrysene, 7-nitrobenzo(a)anthracene, 9-nitroanthracene and 9- nitrophenanthrene. The separation of these compounds by GCxGC should simplify the pretreatment step of the airborne particulate organic extract. In GCxGC two capillary columns of different mechanisms of separation are coupled by an interface called modulator, which increase significantly the chromatographic resolution. The GCxGC system used in this work is equipped with a PTV injector, a dual-stage double jets CO2 cryogenic modulator and a flame ionization detector (FID). The separation was carried out using a nonpolar stationary phase 5% methyl phenyl polysiloxane in the first column (30 m / 0.25 mm / 0.25 µm) and a semipolar 14% cyanopropyl phenyl dimethyl polysiloxane in the second column. Different chromatographic conditions were tested: the PTV was programmed from 40-90ºC to 350ºC at 2.2 and 14.5ºC/s; the oven was programmed from 40-90ºC to 350ºC at 2.0, 2.5 and 3.0ºC/min; the modulation periods tested were 3, 4 and 5s. The injected volume was 2µL in splitless mode, the carrier gas (He) flow rate of 1 mL/min was constant and the FID detector was operated at 120 Hz. Validation parameters, such as the limit of detection (200 - 500 ng/mL) and quantitation (650 - 1600 ng/mL) were determined. For quantification, the internal and external standardization methods were tested, and through the results of this study, it can be shown that the determination of nitro-PAHs by GCxGC with the modulator used is possible if made by internal standardization method. The GCxGC system presented operational difficulties, particularly in the column connection and in the modulation zone. A partial connection of the columns resulted in mass loss of the analytes. The connection of the columns could be more effective if it was made by fusing the columns to a glass connector suitable for this purpose. Divided modulated peaks were frequently observed, which compromised the precision and accuracy of the results. The division of the peaks occurred randomly hindering the identification of the most likely cause for its occurrence. GCxGC chromatograms corresponding to unfractionated organic extracts of airborne particulate material from the sugarcane straw burning, from an area impacted by sugar cane burning emissions and from an urban area of São Paulo City showed the capability of the method.