Este trabalho visa avaliar a possibilidade da utilização de um laser de CO2 de 50 W para realizar o tratamento térmico superficial do aço AISI M2. Para minimizar a reflexão do aço ao feixe de luz incidente, aplicou-se na superfície do aço, uma fina camada de grafita que atua como um absorvedor da radiação incidente, e em seguida, transfere parte do calor absorvido a superfície do aço. As alterações micro-estruturais, ocorridas no aço, em conseqüência da troca térmica com a grafita, foram avaliadas através de microscopia ótica (MO) e análise de microdureza (Hv). Por MO, observou-se na secção transversal da região tratada por laser, à presença de uma camada mais clara que o núcleo da amostra, com espessura da ordem de 40 micrometros e por Hv constatou-se que esta camada apresenta uma dureza cerca de 30% maior que as regiões sem tratamento com o laser. Utilizando-se um difratômetro de raios X (DRX) avaliou-se as transformações de fase decorrentes do aquecimento e resfriamento rápido do aço. Por meio de ensaios tribológicos sobre o revestimento de grafita, após a irradiação com o laser, observou-se que o coeficiente de atrito foi reduzido em cerca de 70%.

Neste trabalho, são apresentados os resultados da avaliação tribológica da aplicação de lubrificantes sólidos, no caso grafita, sobre a superfície do aço AISI 52100 via laser de CO2. O trabalho surgiu da busca pela melhoria das propriedades superficiais dos materiais que têm solicitações diferenciadas na superfície. A utilização do laser para tratamentos de superfícies, por exemplo, aplicação de lubrificantes sólidos em atmosfera ambiente, tem possibilitado grandes avanços nesta área. No entanto, determinar quais parâmetros operacionais do laser e a resultante destas influências sobre as propriedades tribológicas dos materiais tem sido uma busca incessante. Os resultados deste trabalho confirmam que existe uma faixa de processamento laser eficaz na redução do atrito e do desgaste. Sendo que as energias necessárias variam de 3 a 11 J/m2. Ainda, verifica-se que as amostras tratadas com laser, apresentam um coeficiente de atrito da ordem de 0,3 enquanto, amostras sem tratamento laser o atrito é da ordem e 0,7. As análises químicas por EDX e EDS demonstram uma difusão atômica de curto alcance nas zonas tratadas com o laser.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a formação de partículas de licopeno em pó de colágeno hidrolisado (CH) comercial usando CO2 supercrítico (CO2-SC). O estudo consistiu em três etapas: a medida de solubilidade do CH em CO2-SC por método estático para conhecer a afinidade do CH pelo CO2, a formação de partículas de misturas físicas compostas de diferentes proporções de CH/licopeno (4:1, 6:1, 8:1 e 10:1) através de processamento em uma autoclave com CO2-SC a 140 bar e 50 °C em agitação de 1.250 rpm por 45 min para definir a proporção de CH/licopeno, e o estudo do efeito de outras condições de CO2-SC (150 bar e 50 °C, 150 bar e 60 °C, 250 bar e 50 °C, 250 bar e 60 °C) na formação de partículas de licopeno em CH para identificar a melhor condição de CO2-SC. As partículas resultantes foram caracterizadas com relação à sua morfologia por microscopia eletrônica de varredura, distribuição de tamanho por difração a laser, comportamento térmico por calorimetria diferencial de varredura, estrutura química por espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier, liberação de carga, e estrutura física interna das partículas por microscopia de laser confocal para conhecer o mecanismo de formação das partículas pelo processamento com CO2-SC. Os resultados indicaram que o CH é pouco solúvel em CO2-SC, motivo pelo qual não há potencial para processos de micronização supercrítica relacionados à solubilidade do biomaterial carreador em CO2-SC. No estudo de proporções de CH/licopeno foi observado que o processo com CO2-SC a 140 bar e 50 °C permite a obtenção de partículas de licopeno em CH na forma de pó de coloração vermelha com intensidade dependente da quantidade de licopeno inicial, sem mudanças importantes na estrutura física porosa do CH, e um aumento de tamanho das partículas. Recomenda-se a proporção 10:1 de CH/licopeno, pois nela se evidenciou menor aglomeração de partículas e formação de fissuras na superfície das partículas que facilitam a incorporação do licopeno em CH seguindo um mecanismo de impregnação supercrítica propiciado pela sorção de CO2 e arraste simultâneo de licopeno ao interior da estrutura física das partículas de CH. Na exploração de outras condições de CO2-SC, na temperatura de 60 °C (150/250 bar) obteve-se uma massa de aparência viscoelástica sem utilidade para a formação de partículas. Entanto, na temperatura de 50 °C foi observado que as partículas de licopeno em CH formadas com CO2-SC a 150 bar, quando comparadas com as formadas com CO2-SC a 250 bar, evidenciaram formação de fissuras que resultaram na melhor dispersão e maior carga de licopeno na estrutura interna do CH. Além disso, as análises do comportamento térmico e o espectro de infravermelho destas partículas evidenciaram a formação de interações eletrostáticas entre o licopeno e o CH favorecidas pelo processamento com CO2-SC. Assim, conclui-se que o processamento com CO2-SC a 140/150 bar e 50 °C poderia ser utilizada para o design de partículas de licopeno impregnadas em CH, gerando um ingrediente com possível ampla atividade funcional pela atividade biológica do CH em tecidos conjuntivos e pela atividade antioxidante do licopeno. / The objective of this research was to study the formation of lycopene particles in commercial powder of hydrolyzed collagen (HC) using supercritical CO2 (SC-CO2). The study consisted of three steps: the solubility measurement of HC in SC-CO2 by static method to know the affinity of HC by CO2, the formation of particles of physical mixtures composed of different ratios of HC/lycopene (4:1, 6:1, 8:1 and 10:1) by autoclaving with SC-CO2 at 140 bar and 50 °C under stirring at 1,250 rpm for 45 min to define the HC/lycopene ratio, and the study of the effect of other conditions of SC-CO2 (150 bar and 50 °C, 150 bar and 60 °C, 250 bar and 50 °C, 250 bar and 60 °C) in the particle formation of lycopene in HC to identify the best SC-CO2 condition. The resulting particles were characterized with respect to their morphology by scanning electron microscopy, size distribution by laser diffraction, thermal behavior by differential scanning calorimetry, chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy, charge release, and physical structure of the particles by confocal laser microscopy to know the mechanism of particle formation by SC-CO2 processing. The results indicated that HC is poorly soluble in SC-CO2 and therefore has no potential for supercritical micronization processes related to the solubility of the biomaterial in SC-CO2. In the study of ratios of HC/lycopene it was observed that the process with SC-CO2 at 140 bar and 50 °C allowed to obtain lycopene particles in HC with powder appearance of red color with intensity depending on the amount of initial lycopene, without important changes in the porous physical structure of HC, and an increase in particle size. It is recommended a 10:1 ratio of HC/lycopene, since this ratio showed less particle agglomeration, and formation of fissures on the surface of the particles facilitating the incorporation of lycopene into HC following a mechanism of supercritical impregnation propitiated by CO2 sorption and simultaneous drag of lycopene to the interior of the physical structure of the HC particles. In the exploration of other conditions of SC-CO2, at 60 °C (150/250 bar) a mass of viscoelastic appearance was obtained without utility for the formation of particles. However, at 50 °C was observed that the lycopene particles in HC formed with SC-CO2 at 150 bar, when compared with the particles formed with SC-CO2 at 250 bar evidenced the formation of fissures, which had positive influence in the dispersion and charge of lycopene in the internal structure of HC. In addition, analyzes of the thermal behavior and the infrared spectrum of these particles evidenced the formation of electrostatic interactions between lycopene and HC favored by SC-CO2 processing. Thus, it can be concluded that SC-CO2 processing at 140/150 bar and 50 °C could be used for the design of lycopene particles impregnated in HC, producing an ingredient with possible broad functional activity due to the biological activity of HC in connective tissues and the antioxidant activity of lycopene.

O desenvolvimento de um equipamento de eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato e hifenizado a um sistema de amostragem de gases é apresentado. Ele foi construído a partir de chapas de poli(metacrilato de metila) por ablação a laser de CO2, mesclando métodos convencionais com os de microfabricação. Este protótipo traz como inovações: (1) a refrigeração em estado sólido da coluna capilar, (2) a inclusão de eletrólise separada em microdispositivos e (3) a montagem de uma válvula embutida no microchip, baseada em servomotor. O equipamento é portátil (31 × 29 × 25 cm) e projetado para ser utilizado em bancada ou embarcado num robô para análises remotas de agentes neurotóxicos e outros gases ionizáveis em contato com a fase aquosa. O sistema de termostatização permitiu o controle da temperatura interna do capilar de sílica fundida entre 12 e 50 °C utilizando uma elemento Peltier a a partir da temperatura ambiente de 21 °C. A amostragem de gases é feita utilizando-se uma membrana tubular porosa acoplada ao sistema microfluídico. Ela possui 10 cm de comprimento com 300 micrometros de diâmetro externo e 3,1 microlitros de volume interno. Como prova de conceito, foram feitas amostragens de ar contendo ácidos fórmico, acético e propiônico, separação por eletroforese capilar dos respectivos ânions e detecção com relação sinal-ruído de 414, 150 e 115, respectivamente. A amostragem foi realizada por 30 s e a injeção eletrocinética, por 2 s a 1 kV. A corrida eletroforética foi concluída em 4 min. / The development of a capillary electrophoresis equipment with contactless conductivity detection coupled to a gas sampling system is described. It was constructed from poly(methyl methacrylate) by carbon dioxide laser ablation, using conventional methods and microfabrication. The innovations are: (1) solid-state cooling system of the silica capillary, (2) the inclusion of separate electrolysis on a microdevices, and (3) a valve assembly embedded in the microchip based servomotor. It is portable (31 × 29 × 25 cm) and designed to be used on a workbench or embedded in a robot for remote analysis of nerve agents and other ionized gases. The thermostating system allowed the temperature control of the fused silica capillary between 12 and 50 °C using a Peltier chip from ambient temperature of 21°C. Gas sampling is performed using a tubular porous membrane coupled to the microfluidic system. It is 10 cm long with outer diameter of 300 micrometers and 3.1 microliters of internal volume. Air containing formic, acetic, and propionic acids were sampled, and the corresponding anions were separated and detected in the equipment as a proof of concept. The signal-to-noise ratio were, respectively, 414, 150, and 115, after sampling by 30 s and electrokinetic injection by 2 s at 1 kV. The electrophoretic run was accomplished in 4 min.

O cimento está entre os materiais mais utilizados no mundo moderno e sua produção deverá crescer nos próximos 40 anos. Esta crescente produção será responsável pela emissão de um grande volume de CO2 na atmosfera, atualmente a indústria cimenteira é responsável mundialmente por 10% das emissões totais de CO2 e pode chegar a 30% em 2050. Portanto, a academia e a indústria estão desenvolvendo estratégias para reduzir este impacto ambiental, uma dessas estratégias é a substituição do clínquer por materiais cimentícios suplementares (MCSs). Para esta estratégia ser efetiva é necessário que estes materiais possuam: (i) viabilidade econômica; (ii) disponibilidade e; (iii) viabilidade técnica. Hoje os materiais suplementares mais utilizados são a escória de alto forno e a cinza volante, mas o aumento na produção do cimento não foi acompanhado pela oferta destes materiais. Assim, outros materiais suplementares estão sendo utilizados pela indústria, como é o caso das pozolanas naturais e artificiais. Portanto o objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade e distribuição geográfica de alguns materiais cimentícios suplementares no Brasil e avaliar a eficiência de seis cimentos pozolânicos comerciais e compará-los com um cimento com alto teor de clínquer quanto a reatividade, demanda de água e indicadores ambientais. Todos os materiais foram fisicamente e quimicamente caracterizados; pastas e argamassas foram analisadas em termos de reatividade, demanda de água e resistência mecânica; finalmente, foram estimados indicadores ambientais e de eficiência. Para pastas e argamassas sem dispersante o cimento com alto teor de clínquer e aqueles com adição de terra diatomácea demandaram mais água que os demais para um mesmo espalhamento, já com adição de superplastificante o cimento REF foi o que demandou mais água. O cimento com alto teor de clínquer foi o mais reativo em todas as idades e apresentou os melhores resultados do indicador de fração de água combinada e indicador de intensidade de ligante. Já para o indicador intensidade de carbono os melhores resultados foram obtidos para os cimentos com alto teor de substituição. No entanto, o estudo mostra que a redução do teor de clínquer não está diretamente relacionada à redução do impacto ambiental do cimento em seu uso, esta redução de impacto também está associada com a eficiência do ligante quanto a sua reatividade e demanda de água. / The cement is one of the most used materials in the modern world and its production should grow in the next 40 years. This growing production will be responsible for issuing a large volume of CO2 on the atmosphere, nowadays the cement industry is responsible worldwide for 10% of the total emissions of CO2 and it can reach 30% in 2050. Therefore, academia and industry are developing strategies to reduce this environmental impact, one of these strategies is the substitution of clinker by supplementary cementitious materials (SCMs). For this strategy to be effective it is necessary that these materials possess: (i) economic viability; (ii) availability and; (iii) technical feasibility. Today the most used supplementary materials are the blast furnace slag and fly ash, but the increase in the production of cement was not accompanied by the supply of these materials. Therefore, other supplementary materials are being used by the industry, as is the case of natural and artificial pozzolans. So, the aim of this work is to estimate the availability and geographic distribution of some supplementary cementitious materials in Brazil and evaluate the efficiency of six Portland pozzolan blended cements and compare them with a cement with high clinker content as to reactivity, water demand and environmental indicators. All materials were physically and chemically characterized; pastes and mortars were analyzed in terms of reactivity, water demand and mechanical strength; finally, environmental and efficiency indicators were estimated. For pastes and mortars without dispersant the cement with high content of clinker and those with the addition of diatomaceous earth ordered more water than the others to achieve the same spread, already with the addition of superplasticizer the cement REF was the one that ordered more water than the others. The cement with high clinker content was the most reactive in all ages and presented the best results of the binder efficiency indicator and binder intensity indicator. For the carbon intensity indicator, the best results were obtained for cements with high replacement content. However, the study shows that the reduction of the clinker content is not directly related to the reduction of the environmental impact of the cement in its use, this reduction is also associated with the binder efficiency in means of reactivity and water demand.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2012-09-10T13:02:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoRegimesUmidade.pdf: 7564646 bytes, checksum: 0236fb2a1c2738ef7b6175c9bf95853c (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho(irvana@ufpa.br) on 2012-09-10T13:02:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoRegimesUmidade.pdf: 7564646 bytes, checksum: 0236fb2a1c2738ef7b6175c9bf95853c (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-10T13:02:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoRegimesUmidade.pdf: 7564646 bytes, checksum: 0236fb2a1c2738ef7b6175c9bf95853c (MD5) Previous issue date: 2007 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica do carbono em uma região da Amazônia Oriental, cujo uso da terra predominante é a agricultura familiar; a unidade espacial adotada neste estudo foram três pequenas bacias de drenagem. A dinâmica do carbono foi avaliada a partir de medidas hidrológicas e biogeoquímicas em águas dos igarapés Cumaru, Pachibá e São João entre junho de 2006 a maio de 2007. O ambiente aquático e a hidrogeoquímica fluvial foram caracterizados a partir de medidas in situ da condutividade elétrica, temperatura, pH e concentração de oxigênio dissolvido. Amostras de água foram coletadas e analisadas para determinação do carbono orgânico dissolvido (COD) e pressão parcial do dióxido de carbono (pCO2). A partir dos valores de pCO2 , foram calculadas as concentrações de carbono inorgânico dissolvido (CID). Já os fluxos de C02 foram medidos in situ e também calculados a partir do pC02. Utilizando-se medidas de vazão instantânea a cada campanha mensal de campo, calcularam-se fluxos anuais de COD. A caracterização dos solos e do uso da terra nas porções estudadas das bacias, assim como os índices pluviométricos e fluviométricos, foram considerados na interpretação dos resultados. Podem-se enumerar como principais resultados o seguinte: 1) As características físico-químicas das águas fluviais das bacias estudadas retrataram seus solos ácidos, a vegetação ripária, e processos hidrológicos biogeoquímicos no ambiente aquático e terrestre, e com certa variabilidade sazonal; 2)0 pH e o oxigênio dissolvido se correlacionaram positivamente com o carbono dissolvido na coluna d'água; 3) O transporte de COD por unidade de área foi elevado quando comparado com outras bacias amazônicas, e mais intenso em períodos chuvosos; 4) O transporte de COD e a evasão de C02 pareceram responder positivamente à presença de vegetação secundária e floresta densa, e negativamente às atividades agropecuárias; e 5) As taxas de evasão de C02 foram elevadas comparando-as a outros rios amazônicos, e corroboram a hipótese de que pequenas bacias são importante fontes de C02 para atmosfera na região. / This research was designed to evaluate carbon dynamics in Eastern Amazon, where the main land use is small holder farming, and was conducted in three small catchments. Carbon dynamics was evaluated considering hydrological and biogeochemical measurements in Cumaru, Pachibá and São João streams from June 2006 to May 2007. Aquatic environment and fluvial hydrogeochemistry were characterized through in situ measures of electrical conductivity, temperature, pH and dissolved oxygen concentration. Water samples were collected and analyzed to determine dissolved organic carbon (DOC) concentrations and carbon dioxide partial pressures (pCO2). Concentrations of dissolved inorganic carbon (DIC) were calculated from pCO2 values. Despite being calculated from pCO2 values, CO2 fluxes were also measured in situ. Instantaneous discharge was measured in each month field campaign and used to calculate DOC annual fluxes. Soil and land use characterization in the study watersheds, as well as precipitation and discharge rates, were considered for results interpretation. Main results were: 1) Stream water physic-chemical characteristics in the study catchments respond to the acid soils, riparian vegetation, and the hydrological and biogeochemical processes in the terrestrial and aquatic ecosystems, and present some seasonal variation. 2) Dissolved carbon concentrations was correlated with pH and dissolved oxygen in stream water; 3) DOC fluxes weighted by area were higher than in other Amazonian watersheds and even higher during rainy season; 4) DOC fluxes and CO2 evasion seem to respond positively to riparian vegetation and mature forest, and negatively to agriculture; 5) CO2 evasion rates were higher than in other Amazonian rivers corroborating the hypothesis that small catchments are important sources of atmospheric CO2 in the region.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:11:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T12:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T12:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DeterminacaoParametrosTransferencia.pdf: 3909441 bytes, checksum: 10683d9a352cec4e42d039232947d14d (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R2 próximos da unidade. / Supercritical fluid extraction of liquid and solid materials sparked interest for industrial applications in recent decades, particularly under the concept of green chemistry and biorefineries, so it is essential to make a modeling of this process in order to optimize and simulate operating conditions process. The objective of this work consists in determining the parameters of mass transfer of supercritical extraction of solid matrix by employing carbon dioxide as solvent, from kinetic data extraction and five systematic evaluation of mathematical models to describe the kinetics extraction of oils from the peel and pulp of buriti, oil from açaí and oleoresin from turmeric, measured in Supercritical Extraction Laboratory, Faculty of Chemical Engineering (UFPA) in order to contribute to the study of scale-up and production cost analysis. Were evaluated the models of Tan and Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), and Sovová (1994). The extraction kinetics modeling was performed using computer applicatives developed and validated in this work from different experimental data published in the literature. Facing 40 kinetic measurements with different extraction equipment, bed settings, types of raw materials, preparation of materials, pressure and temperature and other process parameters (especially income and global flow solvent), was built an overview of results ability of the models on the mass transfer in more different curves describing the overall extraction. Generally, the model Goto et al. (1993) and Sovová (1994) showed the best predictions to experimental data of raw materials treated in this work with smaller values of chi-square, relative errors, range and standard error and R2 values close to unity.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:14:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T12:44:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T12:44:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoGasesQueima.pdf: 3467656 bytes, checksum: 26e9491cc2fc3f0a42027ee935e5453b (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de alumina pelo processo Bayer produz de 1 a 3 toneladas de resíduo por tonelada de alumínio. Esse resíduo é denominado lama vermelha, composto de minerais não solúveis em hidróxido de sódio concentrado, como hematita e outros óxidos férreos, quartzo e óxidos de titânio. A lama vermelha possui em sua composição variados teores de NaOH, dependendo especificamente da planta industrial utilizada. A proposta desse trabalho é avaliar o processo de absorção de gases provenientes de uma caldeira em contracorrente com uma suspensão de lama vermelha a 27%, em torre spray e em torre de recheio estruturado. Foram realizados experimentos variando-se o tipo de torre de absorção, temperatura da fase líquida e teor de sólidos na fase líquida para avaliar a redução do teor dos gases de combustão na saída da torre de absorção e a variação do pH de acordo com o tempo de operação, para que fosse possível identificar o tempo necessário para que ocorra a neutralização da lama vermelha, bem como a redução no teor de dióxido de carbono, para isso foram realizadas medições dos teores de gases na entrada e na saída da torre de recheio estruturado, bem como medições de temperatura e pH. A absorção de CO2 presente no gás de combustão pela suspensão de lama vermelha se dá pelo processo da carbonatação, no qual o gás reage com o NaOH presente na lama vermelha, sendo a água o catalisador. Os resultados obtidos após os experimentos foram satisfatórios, e concluiu-se que o processo realizado nas torres de absorção é eficiente para a diminuição do pH da lama vermelha e a redução do teor de CO2 liberado para a atmosfera, promovendo um ganho duplo para o meio ambiente. / The production of alumina from the Bayer process produces 1-3 tons of waste per ton of aluminum. This residue is known red mud, compound of minerals insoluble in concentrated sodium hydroxide, hematite and other iron oxides, quartz and titanium oxides. The red mud has in its composition varied levels of NaOH, depending on the specific industrial plant used. The purpose of this study is to evaluate the process of absorption of gases from a boiler countercurrent with a suspension of red mud, in a spray tower and a packed column. Experiments were performed varying the type of absorption tower, temperature of the liquid phase and solids content in liquid phase to evaluate the reduction in content of gases of combustion in the output of absorption tower and pH variation with time of operation, it was possible to identify the time required for the occurrence of red mud neutralization, and also a reduction in the content of carbon dioxide, thereunto were performed measurements of the concentrations of gasesin the input and output packed column, and also measurements of temperature and pH. The absorption of CO2 existing in the gases of combustion for suspension of red mud occurs by the carbonation process, where the gas reacts with NaOH present in red mud, with water as catalyst. The results obtained after the experiments were satisfactory, and it was concluded that the process performed in absorption towers is efficient for pH reduction of red mud and reducing the content of CO2freed to atmosphere, providing a double profit for the environment.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-05-10T22:15:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-05-20T13:37:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T13:37:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AbsorcaoDioxidoCarbono.pdf: 5740409 bytes, checksum: a57a9bfc61acf2179e3c32f4ee1816b9 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um dos problemas ambientais mais discutidos atualmente no cenário mundial são o aquecimento global e suas implicações. Apesar de o efeito estufa ser um fenômeno natural, o aumento nas emissões de gases como o CO2 proveniente do processo de combustão, pode favorecer o seu agravamento. Seguindo essa vertente, existe o interesse na realização de pesquisas para minimizar a liberação deste gás na atmosfera. Este trabalho, tem por finalidade estudar o processo de absorção do dióxido de carbono pela fase aquosa do resíduo de bauxita (soda e íons dissolvidos em solução) em torre de aspersão e em torre de selas randômicas (ambas em escala piloto), bem como verificar a alteração do pH nesse processo de absorção para ambas as torres. Avaliar a alteração do pH e a capacidade de absorção do CO2, considerando as seguintes variáveis: O tipo de torre de absorção, o uso do sobrenadante como meio absorvente e o uso da suspensão aquecida por resistências. Os resultados mostraram que a suspensão do resíduo de bauxita absorveu quantidade significativa de CO2, tanto na torre de aspersão quanto na torre de selas. A taxa de absorção média ficou em torno de 8,42% para a torre de aspersão e 9,34% para a torre de selas. A capacidade de carbonatação da suspensão à 27%-p ficou em torno de 33,3 Kg CO2 por tonelada de resíduo e houve uma redução substancial da alcalinidade do resíduo através da reação com os efluentes gasosos, com uma diminuição média de 4,0 e 3,5 unidades de pH para a torre de selas e de aspersão respectivamente. / One of the most discussed environmental problems on the world scene today is global warming and its implications. Although the greenhouse effect is a natural phenomenon, the increase in emissions of gases such as CO2 from the combustion process may favor its aggravation. Following this line, there is interest in conducting research to minimize the release of this gas in the atmosphere. This work aims to study the process of absorption of carbon dioxide by aqueous phase of bauxite residue (soda and dissolved ions in solution) in spray tower and tower saddles random (both pilot scale), as well as check the pH change in this absorption process to both towers. Evaluate pH change and CO2 absorption capacity by considering the following variables: the type of absorption tower, using the supernatant as the absorbent means and the use of the suspension heated by resistances. The results showed that the suspension of bauxite residue absorbed significant amount of CO2, both the spray tower as the tower saddles. The average absorption rate was around 8.42% for the spray tower and 9.34% for the tower saddles. The ability carbonating the suspension of 27%-p was about 33.3 kg CO2 per tonne of waste and there was a substantial reduction of the alkalinity of the residue by reaction with gaseous effluents with a mean decrease of 4.0 and 3.5 pH units for the tower saddles and sprinkler respectively.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-08-31T16:40:28Z No. of bitstreams: 1 Diss_BGQ_FINAL1.pdf: 1793352 bytes, checksum: 1825039fa0b0538f3783c411abd7f271 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T16:40:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diss_BGQ_FINAL1.pdf: 1793352 bytes, checksum: 1825039fa0b0538f3783c411abd7f271 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O Oceano Atlântico Sul é um importante contribuinte para a captura de carbono atmosférico. Contudo, diversos estudos sugerem uma tendência decrescente no sumidouro de CO2 do oceano do sul. Nos últimos anos a dinâmica do CO2 nas regiões costeiras e nas plataformas continentais tem recebido maior atenção devido às variações espaciais e temporais em águas superficiais com grandes gradientes de CO2 ar-mar. Nesse sentido ressalta-se a importância de quantificar as concentrações e caracterizar os múltiplos processos reguladores do CO2 em regiões costeiras e de plataforma. Na redação da presente dissertação o capítulo 1 discute a variabilidade da pressão parcial do CO2 (pCO2), avaliada através de medições contínuas realizadas em áreas costeiras da Antártica Marítima (Baía do Almirantado e Estreito de Bransfield) em conjunto com dados geofísicos com intuito de investigar os efeitos sinérgicos entre águas de degelo, temperatura e a pCO2. O estudo foi conduzido em novembro de 2013 com monitoramento contínuo da pCO2, temperatura e salinidade. Além de dados de batimetria adquirida durante todo o cruzeiro. A região da Baía do Almirantado apresentou uma intensa variabilidade espacial da pCO2. Áreas rasas com influência das águas de degelo se mostraram fonte de CO2 com um fluxo médio de (1,49 mmol m-2 d-1), assim como águas mais profundas com fluxo médio de (0,72 mmol m-2 d-1). Áreas rasas e sem influência de águas de degelo se mostrou um sumidouro de C com um fluxo médio de (- 0,7 mmol m-2 d-1). / The South Atlantic Ocean is an important contributor to atmospheric carbon capture. However, several studies suggest a downward trend in the Southern Ocean CO2 sink. In recent years, the dynamics of CO2 in coastal regions and continental shelves have received more attention due to spatial and temporal variations in surface waters with large gradients of air-sea CO2. In this sense, it is important to quantify the concentrations and characterize the multiple regulatory processes of CO2 in coastal and platform regions. In the writing of this dissertation, chapter 1 discusses the variability of the CO2 partial pressure (pCO2), evaluated by continuous measurements in coastal areas of the Admiralty Bay and Bransfield Strait, together with geophysical data in order to investigate The synergistic effects between meltwater, temperature and pCO2. The study was conducted in November 2013 with continuous monitoring of pCO2, temperature and salinity. In addition to bathymetry data acquired throughout the cruise. The Bay of Admiralty region presented an intense spatial variability of pCO2. Shallow areas with influence of the melting waters showed a source of CO2 with an average flow of (1.49 mmol m-2 d-1), as well as deeper waters with a mean flow of (0.72 mmol m-2 d-1). Shallow areas and without influence of melting waters showed a sink of C with an average flow of (- 0.7 mmol m-2 d-1)