Orientador: Peter Hammer / Co-orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Cecilio Sadao Fugivara / Banca: Karim Dahmouche / Resumo: Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade. / Abstract: Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ... / Mestre

Orientador: Lúcia Helena Sipaúba Tavares / Banca: Maria Stela Maioli Castilho Noll / Banca: Claudinei da Cruz / Resumo: As invasões de macrófitas são recorrentes e causam diversas implicações nos ecossistemas de água doce. O objetivo do estudo foi avaliar se dois tipos de invasões de macrófitas, uma monoespecífica e outra heteroespecífica, que ocorreram naturalmente em um viveiro de piscicultura, modificaram as varáveis químicas, físicas e biológicas da água, em comparação com o período de ausência dessas macrófitas. Na primeira invasão de macrófitas foram realizadas coletas nos períodos com e sem macrófitas, semanalmente, nos meses de Fevereiro, Março, Maio e Junho de 2009, sendo coletadas amostras da água e da comunidade zooplanctônica. Na segunda invasão de macrófitas foram realizadas coletas nos períodos com e sem macrófitas, mensalmente, nos meses de Maio de 2010 a Fevereiro de 2011, sendo coletadas amostras de água e das comunidades zooplanctônica e fitoplanctônica. Os resultados da primeira invasão pela S. auriculata mostrou que a macrófita flutuante causou mudanças negativas nas concentrações das variáveis físicas e químicas da água selecionando espécies tolerantes a amplas variações no ambiente aquático (Filinia terminalis, Lecane proiecta, Trichocerca longiseta e Thermocyclops decipiens). No período de ausência da S. auriculata a concentração de oxigênio dissolvido aumentou e diminuiram as concentrações de matéria orgânica, coliforme termotolerante e amônia, que proporcionaram a ocorrência principalmente de Cladocera, que é um bom alimento vivo disponível para outros organismos. Já na segunda invasão, a presença das macrófitas emergentes e flutuantes reduziu principalmente a matéria orgânica, proporcionando a ocorrência de Cladocera (Alona monacantha), Copepoda (náuplio de Cyclopoida e Calanoida) e maior abundância de Chlorophyceae. Esses fatores proporcionam uma maior qualidade de alimento vivo disponível na água. Já na ausência dessas plantas, as concentrações de ... / Abstract: The invasions of macrophytes are recurrent and cause various implications in freshwater ecosystems. The aim of the study was to evaluate if two types of invasions of macrophytes, one monospecific and other heteroespecífica, occurred naturally in a pond, changed the chemical, physical and biological variables of the water, compared to the period of absence of macrophyte. In the first invasion of macrophytes, the samples were collected during periods with and without macrophytes weekly during the months of February, March, May and June 2009, and it were collected samples of water and zooplankton. In the second invasion of macrophyte, the samples were collected during periods with and without macrophytes, monthly, during the months of May 2010 to February 2011, and it were collected samples of water and zooplankton and phytoplankton communities. Results from the first invasion by S. auriculata showed that the floating macrophyte caused negative changes in the concentrations of the physical and chemical parameters and selected the tolerant species to wide variations in the aquatic environment (Filinia terminalis, Lecane proiecta, Trichocerca longiseta and Thermocyclops decipiens). In the period of absence from S. auriculata the concentration of dissolved oxygen increased, decreased concentrations of organic matter, thermotolerant coliform and ammonia, which provided the occurrence mainly Cladocera (Daphnia gessneri and Diaphanossoma birgei), which is a good live food available in the water. In the second invasion, the presence of emergent and floating macrophytes decreased mainly concentration of organic matter, favoring the occurrence of Cladocera (Alona monacantha), Copepoda (Cyclopoida and Calanoida nauplii) and greater abundance of Chlorophyceae. These factors provide a higher quality of live food available in the water. Already in the absence of these plants, the concentrations of some variables aumentararam and were essential to ... / Mestre

Orientador: Carlos de Oliveira Paiva Santos / Banca: Fernando Luis Fertonani / Banca: Pedro Paulo Corbi / Banca: Flávio Machado de Souza Carvalho / Banca: Nelson Ferreira Claro Junior / Resumo: A maioria dos fármacos é administrada na forma sólida (amorfo ou policristalino). As formas policristalinas são facilmente detectadas por difração de raios X. Estes fármacos podem cristalizar de diversas formas (polimorfo). Os polimorfos podem apresentar diferentes propriedades físico-químicas e assim apresentar alterações na biodisponibilidade. O polimorfismo decorre das condições empregadas na síntese e purificação da substância, dependendo do tipo de solvente utilizado e da temperatura da reação. Utilizando a difração de raios X e conhecendo a estrutura cristalina é possível a quantificação dos polimorfos nos fármacos através do Método de Rietveld. Neste trabalho, através da difração de raios X por pó, foram indexados os difratogramas de três compostos: a Atorvastatina Cálcica Forma I, o Mebendazol Forma A e um isômero da Tibolona (Isotibolona). Estas indexações permitiram a decomposição de seus respectivos padrões de difração e o posterior uso desses padrões decompostos na identificação dos compostos em matérias primas. Também foram estabelecidos os procedimentos adequados para obtenção dos dados de difração dos fármacos estudados nesse trabalho (ácido mefenâmico, atorvastatina, carbamazepina, mebendazol, tibolona), de forma a permitir a quantificação inequívoca dos seus polimorfos presentes em matérias primas. Um dos problemas mais importantes nessas análises está relacionado à resolução do equipamento que pode causar ambiguidade tanto nas intensidades quanto no alargamento dos picos. Difratogramas de raios X de fármacos apresentam (a) alta sobreposição de picos devido à grande cela unitária e baixa simetria, e (b) orientação preferencial devido aos cristalitos anisotrópicos. Assim, em alguns casos, como tibolona e carbamazepina, foi necessário usar a alta resolução para diminuir a sobreposição dos picos e ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The majority of pharmaceuticals are prescribed in solid form (amorphous or polycrystalline). The polycrystalline forms are detected by rays X diffraction. These pharmaceuticals can crystallize in several forms (polymorphs), which present distinct physico-chemical properties and biodisponibility. The polymorphism occurs due to conditions used in the synthesis and purification of the substance, depending on the type of solvent used and the temperature reaction. Utilizing X-Ray powder diffraction and if the crystal structure are known, it is possible, using the Rietveld Method, to quantify the amount of each polymorph in the pharmaceutical. In this work, x-ray diffraction patterns of three compounds were indexed: Atorvastatin calcium form I, mebendazole form A and isotibolone (a tibolone isomer). These indexing allowed pattern decomposition which was used for its identification in raw materials of these drugs. The procedure for the suitable X-ray diffraction data collection was also established for the pharmaceuticals studied in this work (mefenamic acid, atorvastatin, carbamazepine, mebendazole, tibolone), in order to have an unequivocal quantification of their polymorphs in raw materials. One of the most important problem in pharmaceutical analysis is related to the equipment resolution, which can cause ambiguity in the peak intensities and broadening. X-ray diffraction patterns present (a) high peak overlap due to the large unit cell and low symmetry and (b) preferred orientation due to the anisotropic crystallites. Then, in some cases, like tibolone and carbamazepine, it was necessary to use high resolution equipments for decreasing the peak overlap and the suitable correction of the anisotropic peak broadening caused by the crystallite anisotropy. The high resolution also allows the unit cell refinement without ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Banca: Miguel Ruiz / Banca: Massao Ionashiro / Banca: Sebastião Elias Kuri / Banca: Leonardo José Amaral Siqueira / Resumo: Neste projeto, estudaram-se as reações que ocorrem no sistema quaternário Cu-Al-Ag- Mn, na região rica em cobre e no início do intervalo de existência da transformação eutetóide, em ligas de Cu-9%Al com adições de 3, 4 e 5%Ag e 4, 6 e 8%Mn (m/m), utilizando-se metalografia por microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (DRX), análise por dispersão de energias de raios X (EDX), medidas de variação da resistividade elétrica com a temperatura e medidas de variação da microdureza com a temperatura e o tempo. Os resultados obtidos para as transições estáveis mostraram a seguinte sequencia de reações: (α2→α), β1→ β-(T7-Cu2MnAl) e T3-(Cu3Mn2Al) → β-(T7-Cu2MnAl). As adições de Mn ampliam a região de existência da fase β e os resultados ainda indicaram que a precipitação da fase rica em Ag ocorre a partir da matriz rica em cobre e a presença de Mn deve alterar a aderência destes precipitados na matriz. Os resultados obtidos para as transições metaestáveis mostraram as seguintes reações: precipitação da fase α a partir da fase martensítica, transição β'→β1(DO3) e parte da decomposição da fase β1 nas fases α, γ e T3, transição β1(DO3)→β2(B2) e a transição β2(B2)→β(A2). Para as ligas contendo Ag, além das reações já citadas pode-se observar a ocorrência de mais duas reações: precipitação e dissolução de Ag. Os resultados obtidos durante o envelhecimento isotérmico das ligas e para a cinética não isotérmica de formação da fase β mostraram que existe um máximo de solubilidade da Ag no Mn, que deve ficar em torno de 6% Mn. Os resultados obtidos para as ligas envelhecidas no intervalo de tempo e temperatura considerados mostraram que a fase martensítica foi estabilizada e a reação dominante para a liga Cu-9%Al-4%Mn é a reação de consumo da fase α e para as demais ligas a reação... / Abstract: In this work, the reactions that occur in the quaternary system Cu-Al-Ag-Mn, in the Cu-rich region and at the beginning of the eutectoid transition occurrence was studied in Cu- 9wt.%Al alloys with additions of 3, 4 and 5 wt.%Ag and 4, 6 and 8 wt.%Mn using optical (OM) and scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), Xray diffraction (XRD), energy dispersion X-ray analysis (EDX), electrical resistivity changes measurements with temperature and microhardness changes measurements with temperature and time. Results obtained for stable transitions showed that the reactions sequence is (α2→α), β1→ β-(T7-Cu2MnAl) e T3-(Cu3Mn2Al) → β-(T7-Cu2MnAl). Additions of Mn increase the β phase region and Ag additions promote the precipitation of an Ag-rich phase from the Cu-rich matrix. The presence of Mn seems to change the precipitates adherence to the matrix. For metastable transitions the observed reactions was: α phase precipitation from the martensitic phase, β'→β1(DO3) transition and partial decomposition of the β1 phase on the α, γ and T3 phases, β1(DO3)→β2(B2) and β2(B2)→β(A2) transitions. For alloys with Ag additions other two reactions were observed, Ag-rich phase precipitation and dissolution. Results obtained from isothermal ageing of the alloys and β phase formation non-isothermal kinetics showed that there is a solubility maximum for Ag and that it is about 6wt.%Mn. Results obtained for aged alloys in the considered time and temperature range showed the stabilization of the martensitic phase and the consumption of the α phase as the dominant reaction for the Cu- 9%Al-4%Mn alloy. For the rest of studied alloys the dominant reaction is α phase precipitation with growing of bainitic plates due to interface diffusion along grain boundaries between the martensitic and the bainitic phase. In the Cu-9%Al-4%Mn alloy Ag dissolution into the matrix increases the Mn relative fraction and... / Doutor

Orientador: Ieda Aparecida Pastre Fertonani / Banca: Vera Aparecida de Oliveira Tiera / Banca: Rose Mary Zumstein Georgetto Naal / Resumo: No presente trabalho, estudou-se a interação dos compostos orgânicos benzeno, tolueno e xileno, denominados BTX, com sistemas constituídos por argila, argila ácida, fibra de cana-de-açúcar e celulose, com o propósito de avaliar a efetividade na remoção dos BTX, nocivos ao meio ambiente e à saúde humana, bem como as energias ligadas a estes processos. Nos experimentos, foi utilizada a argila bentonita, nome genérico dado a argila composta predominantemente pelo argilomineral montmorilonita. A bentonita foi tratada com ácido clorídrico a fim de promover a ativação ácida. A biomassa de cana-de-açúcar, foi primeiramente lavada para remoção de sólidos solúveis e posteriormente, procedeu-se hidrólise ácida e extração com dioxano para remoção da lignina e obtenção da celulose (e hemicelulose). Os adsorventes utilizados neste trabalho foram caracterizados por análise térmica, espectroscopia de infravermelho e difratometria de raios X, cujos resultados evidenciaram que ocorreu a ativação ácida da argila e a remoção parcial da lignina da fibra de cana-de-açúcar. Foram realizados estudos de solubilidade dos BTX em misturas etanol/água, por meio de medidas da intensidade de fluorescência e da absorvância, bem como a avaliação da capacidade adsorvente dos BTX. O adsorvente e adsorbato ficaram em contato por 2 horas na suspensão, sendo centrifugados e procedendo-se a leitura do sobrenadante com as mesmas técnicas utilizadas para os estudos de solubilidade. As isotermas de adsorção e o cálculo das energias livres de adsorção permitiram uma caracterização preliminar dos sistemas que apresentaram adsorção favorável. Por meio da aplicação, às isotermas, dos modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e DRK foi possível melhor compreender o mecanismo de adsorção em cada caso, considerando o... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, we studied the interaction of organic compounds benzene, toluene and xylene, called BTX, with systems consisted of clay, acid clay, sugar cane fiber and cellulose, with the purpose of evaluating the effectiveness in removing BTX, harmful to the environment and human health as well as the energies associated with these processes. In the experiments we used a clay called bentonite, generic name given to the clay predominantly composed of clay mineral montmorillonite. The bentonite was treated with hydrochloric acid to promote acid activation. The biomass of cane sugar was first washed to remove soluble solids and subsequently proceeded to acid hydrolysis and extraction with dioxane to the removal of lignin and obtention of cellulose (and hemicellulose). The adsorbents used in this work were characterized by thermal analysis, infrared spectroscopy and X-ray diffraction, and the results showed that occurred the acid activation of the clay and partial removal of the lignin from sugar cane fiber. The evaluation of the adsorbent capacity of the BTX in bentonite, acid bentonite, cellulose and sugar cane fiber, was performed in solvent with different proportions ethanol/water. The adsorbent and adsorbate were in contact in the suspension, then they were centrifuged and after, proceeded to the read of the supernatant by UV and fluorescence The adsorption isotherms and calculation of free energies of adsorption allowed a preliminary characterization of the systems that showed favorable adsorption. Through the application of the mathematical models, Langmuir, Freundlich and DRK, to the isotherms, was possible to better understand the mechanism of adsorption in each case, considering the solvent system, the adsorbent and the adsorbate. The application of mathematical models to kinetic studies in aqueous phase, describe adsorption... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A capacidade de moldar materiais a partir de componentes orgânicos, inorgânicos, e mesmo bioativos em uma única direção é interessante para desenvolver novos materiais híbridos multifuncionais. Nesses híbridos, a associação das características dos compostos orgânicos e inorgânicos permite obter novos materiais com propriedades únicas como alta resistência mecânica, transparência e flexibilidade, sendo adequado para aplicação em vários campos da ciência e tecnologia, incluindo as da saúde humana. Esta tese foca a relação entre estrutura e propriedades de liberação de moléculas antiinflamatórias (diclofenaco de sódio DCFNa) e antitumoral a base de platina (cisplatina CisPt) incorporada em materiais siloxano-poliéter. Para conseguir um controle preciso da taxa de liberação dos fármacos, diferentes proporções de polímeros hidrofílicos (PEO)/hidrofóbicas (PPO) foram combinados. Essas matrizes foram preparadas pela mistura de diferentes proporções de precursor híbrido de siloxano-poli (óxido de etileno) (PEO) e siloxano-poli (óxido de propileno) (PPO). Moléculas do fármaco foram incorporadas durante as etapas de hidrólise e policondensação. A estrutura nanoscopica dos xerogéis foi analisada por espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades de liberação do fármaco por espectroscopia UV-vis. Além disso, a estrutura do fármaco cisplatina incorporado nas matrizes híbridas foi estudada através de medidas simmultaneas UV-vis-Raman e espectroscopia EXAFS. Os resultados (SAXS) mostram que a estrutura nanoscopia de todos os híbridos siloxano-poliéter pode ser descrita por um modelo de duas densidades eletrônicas. A distância medias de correlação entre os domínios inorgânicos impostas pelo tamanho das cadeias poliméricas foi confirmada pelo pico de correlação observada nas curvas de SAXS. Isto foi confirmado pela... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Résume: La capacité d'assemblage de composants organique, inorganique, et même bioactifs dans un matériel unique représente une orientation intéressante pour développer des nouveau matériaux multifonctionnels hybride. Dans ces hybrides, l'association des caractéristiques des composés organiques et inorganiques permet à de nouveaux matériaux présentant des propriétés uniques telles que la résistance mécanique élevée, la transparence et de souplesse, étant adaptée à une application dans plusieurs domaines scientifiques et technologiques, y compris ceux de santé humaine. Cette these se concentre sur la relation entre la structure et les propriétés de libération des molécules anti-inflammatoire (diclofenac sodium) et à base de platine antitumorale (cisplatine) incorporées dans des matériaux siloxane polyéther. Pour parvenir à un contrôle précis du taux de libération du médicament, différentes proportions de polymères hydrophilic (PEO)/hydrophobic (PPO) ont été combinés. Ces matrices ont été préparées par mélange de différentes fractions de précurseurs hybrides siloxane-poly (oxyde d'éthylène) (PEO) et siloxane-poly (oxyde de propylène) (PPO). Molécules de médicaments ont été incorporée lors des étapes de l'hydrolyse et polycondensation. La structure nanoscopique de xérogel a été analysée par difusion de la lumiere à petites angles (SAXS) et les propriétés de libération du médicament par les UVvis spectroscopie. En plus la structure de le médicament cisplatine incorporés dans les matrices hybrides a été étudiée atravers de la couplage de Raman-UVvis et EXAFS spectroscopies. Les résultats (SAXS) montrent que la structure nanoscopie de tous les hybrides siloxane polyéther peut être décrite par un modèle de deux densités életroniques. La distance régulière entre les domaines inorganiques imposées... (Résume complet accès électronique ci-dessous) / Orientador: Celso Valentim Santilli / Coorientador: Valérie Briois / Banca: Marian Rosaly Davolos / Banca: Pedro de Oliveira / Banca: Maria Palmira Daflon Gremião / Banca: Jean-Louis Bantignies / Doutor

Orientador: Maria Stela Maioli Castilho Noll / Banca: Marlene Sofia Arcifa / Banca: Paulina Maria Maia Barbosa / Banca: Lucia Helena Sipauba Tavares / Banca: José Luiz de Attayde / Resumo: A diversidade e a densidade do zooplâncton variam dependendo de fatores como alterações na comunidade autótrofa, na composição físico-química, na trofia da água e na comunidade de seus predadores, como a onívora filtradora Oreochromis niloticus. A comunidade zooplanctônica responde a essas alterações, modificando a quantidade, a composição e a diversidade de seus componentes. Mudanças bióticas e abióticas ocorridas em viveiros de aquicultura também afetam a estrutura da comunidade zooplanctônica. Diante da necessidade de se conhecer melhor a dinâmica da comunidade zooplanctônica de viveiros de policultivo submetidos a diferentes tipos de substratos para a colonização de perifíton, o presente trabalho foi dividido em dois capítulos. No Capítulo I, sob a hipótese de influência dos diferentes tipos de substratos e extensão do cultivo sobre a comunidade zooplanctônica, foram avaliadas as características intrínsecas da comunidade zooplanctônica, como identificação das espécies, seus respectivos tamanhos corpóreos, densidade e biomassa. Para isso, em um experimento de policultivo de camarão e peixe, com diferentes tipos de substratos, foram avaliadas as variáveis físico-químicas da água, identificados os taxa zooplanctônicos, determinadas sua constância, similaridade, diversidade, estrutura de tamanho, densidade e biomassa. Os resultados apontaram que os tipos de substratos não apresentaram padrão de influência nas variáveis bióticas e abióticas. Entretanto, a extensão de período de cultivo se mostrou determinante às variáveis físico-químicas, assim como à comunidade zooplanctônica. No decorrer do período, a diversidade zooplanctônica diminuiu e sua densidade e biomassa aumentaram. Porém, mesmo em alta densidade, os rotíferos apresentaram insignificante biomassa zooplanctônica. O aumento da biomassa foi creditado ao... / Abstract: The diversity and the density of the zooplankton vary depending on factors such as alteration in the autotrophic communities, in the physicochemical composition, in water trophy and in the predators communities, like the omnivore filter feeding Oreochromis niloticus. The zooplankton community responds to this alteration, modifying the quantity, the composition and the diversity of its components. Biotic and abiotic changes occurred in aquaculture ponds also affect the structure of the zooplankton community. Faced with the need to better understand the dynamics of the zooplankton community polyculture ponds submitted to different types of substrates for periphyton colonization, this study was divided into two chapters. In Chapter I, according to the hypothesis of the influence of different types of substrates and extension of cultivation on the zooplankton community were evaluated the intrinsic characteristics of the zooplankton community, such as species identification, their bodily size, density and biomass. For this, in an experiment of shrimp and fish polyculture, with different type of substrate, the physicochemical variables of water were evaluated, the zooplankton taxa was identified determining its constancy, similarity, diversity, size structure, density and biomass. Results show that the treatment didn't present pattern of influence over biotic and abiotic variables. However, the extension of the cultivation period proved crucial to the physicochemical variables as to the zooplankton community. Over the period, the zooplankton diversity decreased and its density and biomass increased. On the other side, even in high density, the rotifiers present insignificant zooplankton biomass. The biomass increase was due to macrozooplankton, mainly composed of adult copepods. Therefore, the zooplankton community is little influenced by the types of substrates used. As to ... / Doutor

CAPES / O Brasil é o segundo maior produtor de biodiesel no cenário mundial, produzindo 3,4 milhões de m3 por ano, e tendo como matéria-prima primordial o óleo de soja e posteriormente a gordura animal. Devida à vasta utilidade e desafios apresentados pela utilização destas duas matérias-primas esta pesquisa teve como enfoque investigar as propriedades destes dois biodieseis comercialmente disponíveis, visando avaliar o comportamento das amostras em relação ao processo de termodegradação. Para tanto, ambos biodieseis, um derivado 100% de óleo de soja (BSO) enquanto o outro é 50% de óleo de soja e 50% de gordura animal (BSG) foram termodegradados a 130°C para os tempos de 00, 03, 06, 09, 12, 24 e 36 horas. As amostras foram submetidas às análises de densidade, viscosidade, poder calorífico, índice de acidez, ponto de nuvem (PN), ponto de fluidez (PF), calor específico, coeficiente térmico do índice de refração (dn/dT), espectroscopia na região UV/Vis e infravermelho médio. Além disso, as amostras foram analisadas por meio dos termogramas TG, DTG e DSC. Com relação aos dados de densidade, as amostras de BSG apresentaram valores inferiores em comparação com BSO. Semelhantemente, a viscosidade dinâmica a 40°C, energia de ativação e índice de acidez para a amostra BSO 36h demonstra valores superiores a BSG 36h, pois à medida que a amostra de origem vegetal é degradada a mesma sofre quebra das duplas ligações que gera maior número de produtos resultando em maior alteração das suas caraterísticas. Porém, o PN e PF são superiores para a amostra BSG, devido à composição de gordura animal presente na amostra. Ao analisar os parâmetros de poder calorífico, calor específico e (dn/dT), observou-se que essas propriedades não variaram significativamente entre as amostras. Os resultados demonstram que todas as amostras perderam qualidade à medida que o tempo de termodegradação aumentou. Indicando assim, que a termodegradação gera produtos prejudiciais a qualidade da amostra e impossibilita a mesma de ser utilizada como combustível comercial. Dentre as diversas propriedades examinadas, a viscosidade, o índice de acidez e a densidade indicam com maior clareza o deterioramento do combustível à medida que o mesmo é termodegradado. Para ambos os biodieseis, as amostras termodegradadas por até 06 horas apresentaram características aceitáveis pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). / Brazil is the second largest producer of biodiesel worldwide producing 3.4 million m3 per year, having soybean and animal fat as primary feedstocks. Due to the wide utility and challenges presented by the use of these two feedstocks, this study investigated the properties of two commercially available biodiesels, in order to evaluate the behavior of the samples in relation to the process of thermal degradation. Both biodiesels, one derived from 100% soybean oil (BSO) while the other 50% soybean oil and 50% animal fat (BSG), were subjected to thermal degradation at 130°C for different period of times: 00, 03, 06, 09, 12, 24 and 36 hours. The samples underwent the following analysis: density, viscosity, calorific value, acid value, cloud point (CP), pour point (PP), specific heat, thermal coefficient of refractive index (dn/dT), visible and mid-infrared spectroscopy. In addition, samples were analyzed by means of TG, DTG and DSC. The results regarding the samples’ density showed lower values for BSG compared to BSO. Likewise, the dynamic viscosity at 40°C, activation energy and acidity index for the BSO 36h sample showed values superior to BSG 36h, because as biodiesel from vegetable feedstock is degraded, it suffers breakage of the double bonds that generates a greater number of products resulting in greater change in the sample’s characteristics. However, CP and PP were found to be superior for the BSG sample due to its percentage of animal fat composition. By analyzing the calorific value, specific heat and dn/dT, it was observed that these properties did not vary significantly between samples. The results showed that all samples suffered some transformation resulting in the loss of fuel quality as the thermal degradation time increased. Thus, indicating that thermal degradation of samples generated products adverse to the sample’s quality, which unable it from being used as commercial fuel. Among the examined properties, viscosity, acid number and density indicate with greater clearness the deterioration of fuel. For both biodiesels, samples which were thermally degradated up to 06 hours presented values acceptable by Brazilian’s National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP).

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / A qualidade das águas é atualmente um assunto que tem atraído a atenção de pessoas de todas as áreas, especialmente quanto à contaminação dos ambientes aquáticos pelos chamados poluentes emergentes. Esses contaminantes constituem compostos orgânicos ou inorgânicos, sintéticos ou naturais, contidos nos bens de consumo utilizados por toda população e que tem como destino final os corpos aquáticos. O objetivo deste trabalho foi verificar a presença de produtos farmacêuticos e de higiene pessoal (cafeína, ácido acetilsalicílico, ácido salicílico, cetoprofeno, naproxeno, genfibrozila, fenofibrato, estradiol, etinilestradiol, estrona, 4-metilbenzilideno cânfora, metoxicinamato de octila e octacrileno) no rio Iguaçu, da nascente até sua foz, e em seus principais afluentes na Região Metropolitana de Curitiba. A determinação dos contaminantes emergentes foi realizada utilizando a extração em fase sólida e cromatografia em fase líquida com detector de arranjo de diodos e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas. Realizou-se validação da metodologia empregada de acordo com os padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. O método para extração e quantificação dos 13 compostos mostrou-se eficiente para a determinação de 10 desses analitos nas amostras de água. A cafeína foi o composto mais presente nas amostras; o ácido acetilsalicílico foi o produto farmacêutico encontrado em maiores concentrações; o estradiol, o hormônio sexual feminino detectado com maior frequência e o metoxicinamato de octila, o produto de higiene pessoal mais detectado. Os resultados obtidos neste trabalho indicam grande influência antrópica na bacia do Alto Iguaçu, principalmente devido à presença de esgotos domésticos. Observou-se também que as estações de tratamento de esgoto contribuem com a entrada de nutrientes e contaminantes emergentes que não são eficientemente removidos nos tratamentos utilizados. A falta de saneamento básico impacta negativamente na qualidade das águas do rio Iguaçu, que encontra-se altamente degradado devido a influência dos afluentes da Região Metropolitana de Curitiba. / Water quality is a currently subject that has attracted the attention of people from all areas, especially the contamination of aquatic environments by so-called emerging pollutants. These contaminants are organic or inorganic, natural or synthetic compounds, contained in products used throughout the population and that reacht water bodies. With this work, we intended to verify the presence of pharmaceuticals and personal care products (caffeine, acetylsalicylic acid, salicylic acid, ketoprofen, naproxen, gemfibrozil, fenofibrate, estradiol, ethinylestradiol, estrone, 4– methylbenzylidencamphor, octylmethoxycinnamate and octacrilene) in Iguaçu River, from source to mouth, and its major tributaries in the Metropolitan Region of Curitiba. The determination of emerging contaminants was done using solid phase extraction and liquid chromatography with diode array detector and gas chromatography tanden mass spectrometry. Validation of the methodology was conducted in accordance with standards established by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária. The method for extraction and quantitation of the 13 compounds proved to be efficient for the determination of 10 of these analytes in water samples. Caffeine was the main compound present in the samples; acetylsalicylic acid was the pharmaceutical product founded in the highest concentractions; estradiol, the female sexual hormone more frequently detected and octylmethoxycinnamate, the personal care product longer detected. The results of this study indicate intense anthropogenic influence in the Upper Iguaçu basin, mainly due to the presence of domestic sewage. It was also observed that the wastewater treatment plants contribute to the entry of nutrients and emerging contaminants that are not efficiently removed in the treatments used. The lack of sanitation has a negative impact on water quality of the Iguaçu river, which is highly degraded due to the influence of the tributaries of the Metropolitan Region of Curitiba.

A geografia brasileira e suas dimensões continentais tornam o país apto para cultivo e desenvolvimento de diferentes espécies vegetais, ocupando o ranking de terceiro maior produtor mundial de frutas e o segundo de soja. As tendências globais apontam o crescimento do mercado de bebidas não alcoólicas, em particular a base de frutas e extratos hidrossolúveis de soja. Diante destes fatos, este trabalho buscou a caracterização de polpas e bebidas de pitanga (Eugenia uniflora L.), amora (Morus nigra) e mirtilo (Vaccinium spp.), provenientes de plantações comerciais e do bioma Floresta com Araucária na região sudoeste do Paraná, através de análises físico-químicas, microbiológicas, reológicas, fitoquímicas, antimicrobianas e sensorial. Entre as análises físico-químicas de conteúdo mineral, proteínas, sólidos, lipídios e glicídios, o pH e a relação sólidos solúveis totais/acidez titulável total (SS/ATT) foram os descritores que melhor explicaram a diferença entre as polpas e as bebidas (Análise de Componentes Principais). A prospecção de fitoquímicos nos extratos das polpas dos frutos revelou a presença de diversos metabólitos secundários, principalmente flavonas, flavonóis, xantonas e flavanonóis. Os extratos polares apresentaram maior riqueza desses constituintes. Os extratos foram também analisados por meio de infravermelho, possibilitando a observação de que, o etanol 70% é o solvente mais indicado na pesquisa de antioxidantes, em comparação com o éter de petróleo e o éter etílico, por apresentar maior poder de extração de grupamentos polares, bem como pela presença de picos de absorção de O-H em todas as polpas. Não houve diferença estatística (p  0,05) nas capacidades antioxidantes das polpas, contudo o maior teor de fenólicos totais obtido ocorreu na polpa de mirtilo. Os testes de atividade antimicrobiana indicaram poder fungistático da polpa de mirtilo para a levedura Cândida tropicalis, com concentração inibitória mínima de 833,33 μg mL-1. As curvas de escoamento demonstraram comportamento não newtoniano com características pseudoplásticas, com excelente ajuste ao modelo de Ostwald-de-Waele. O efeito da temperatura sobre a viscosidade aparente das polpas foi verificado através de equação do tipo Arrhenius e analisado em relação à energia de ativação, cujo maior valor foi obtido para a polpa de amora. A análise sensorial das bebidas preparadas apontou para aceitação das mesmas perante os provadores, indicando potencial para a industrialização. / The Brazilian geography and its continental dimensions make the country suitable for cultivation and growth of different plant species, occupying the ranking of third largest world producer of fruits and the second of soybean. Global trends point to the growing market of non-alcoholic beverages, particularly, the ones with fruits and soybean water extracts base. Before these facts, this research sought the characterization of pulps and beverages of pitanga (Eugenia uniflora L.), mulberry (Morus nigra) and blueberry (Vaccinium spp.), from commercial plantations and the biome Araucaria Forest in the southwest of Parana, through the physico-chemical, microbiological, rheological, phytochemical, anti-microbiological and sensory analysis. Among the physico-chemical analysis of mineral content, protein, solids, lipids and carbohydrates, the pH and the relation total soluble solids/ total tritable acidity (SS/ATT) were the descriptor that best explained the difference between pulps and beverages (Principal Component Analysis). The phytochemical prospection in the extract of the fruits’ pulps revealed the presence of several secondary metabolites, mainly flavones, flavonols, xanthones and flavanonols. The polar extract presented higher richness of these constituents. The extracts were also analyzed through infrared, allowing the observation that ethanol 70% is the most suitable solvent in antioxidants search, compared with petroleum ether and ethyl ether, because of its greater potential for polar groups extraction and the presence of O-H absorption peaks in all pulps. There was not statistic differences (p  0,05) in the antioxidants capacities of the pulps, however, the highest total phenolics obtained occurred in the mulberry pulp. The antimicrobiological activity tests indicated fungus power of the blueberry pulp for the Cândida tropicalis yeast, with minimum inhibitory concentration of 833,33 μg mL-1. The flow curves demonstrated a non Newtonian behavior with pseudoplastic characteristics, with excellent adjust to the Ostwald-de-Waele model. The temperature effect on the viscosity of pulps was verified through the equation of Arrhenius sort and analyzed in relation to activation energy, which highest value was obtained for the mulberry pulp. The sensory analysis of the prepared beverages pointed to the acceptability of the tasters, indicating potential to industrialization.