No Brasil, desde o início da década de 1990, vêm sendo desenvolvidas pesquisas sobre aplicação do asfalto-borracha visando tanto a diminuição dos problemas ambientais gerados pelo descarte de pneus inservíveis, como a melhoria das características dos ligantes produzidos. Dentro desse contexto, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o desempenho mecânico de oito misturas asfálticas do tipo concreto asfáltico usinado a quente, produzidas com asfaltos convencional e convencional modificado com borracha de pneu e resíduo de óleo de xisto. Quanto ao ligante, foram utilizados 8 tipos, a saber: CAP 30/45 (referência); dois ligantes empregando teores diferentes de borracha moída de pneu; outros dois com teores distintos de resíduo de óleo de xisto e, por fim, mais três com combinações de teores de borracha e de resíduo de óleo de xisto. Os corpos-de-prova empregados nos ensaios foram moldados em cinco teores diferentes de ligantes asfálticos (4,5; 5,0, 5,5; 6,0 e 6,5%). Conseqüentemente, foram realizados ensaios Marshall, resistência à tração, módulo de resiliência e umidade induzida. Com base nos resultados dos ensaios realizados observou-se que tanto a borracha quanto o óleo reduzem a resistência à tração e o módulo de resiliência das misturas, no entanto, na recuperação retardada, os efeitos da borracha e do óleo são antagônicos, diminuindo e aumentando, respectivamente. Ademais, quanto à suscetibilidade à ação da água, as misturas com adição de óleo apresentaram menor suscetibilidade que as misturas com adição de borracha. Além disso, foi observado que todas as misturas estudadas, exceto aquelas com altas concentrações de óleo e de borracha, atenderam os requisitos estabelecidos pelas especificações, para as propriedades analisadas. Todavia, em alguns casos, considerando os efeitos antagônicos do óleo e da borracha, algumas combinações entre ambos podem ser realizadas, com a finalidade de alcançar os níveis desejados para as propriedades do ligante asfalto-borracha e das misturas asfálticas. / In Brazil, since the beginning of the 90\'s, have been developed researches on the application of asphalt-rubber seeking the reduction of environmental problems created by the used tires, and the improvement of the characteristics of the produced binder. Taking this into account, the purpose of this research is to evaluate the mechanical performance of eight hot mix asphalt concretes, produced with conventional asphalt and modified asphalt with crumb rubber and shale-oil residue. Eight types of binders were used: CAP 30/45 (reference); two binders using different crumb rubber contents, two with different shale-oil residue contents, and finally three more with the combination of crumb rubber and shale-oil residue contents. The specimens used in the laboratorial tests were compacted in five different binders contents (4.5; 5.0, 5.5; 6.0 e 6.5%). Hence, the tests performed are: Marshall test, indirect tension, resilient modulus and moisture induced. The results showed that the rubber and the shale oil reduce the indirect tension and resilience module of the mixtures, however, on the delayed recover, the effects of the rubber and of the shale oil are opposed, decreasing and increasing it, respectively. Moreover, for the moisture susceptibility, the mixtures with shale-oil residue exhibited less susceptibility to water than those with crumb rubber. Furthermore, all the studied mixtures, except those with high shale-oil residue and rubber concentrations, they got to attend the established requirements for the specifications, for the analyzed properties. Although, in some cases, considering the opposed effects of the shale oil and of the crumb rubber, some combinations between both can be accomplished, with the purpose of reach the levels wanted for the properties of the asphaltrubber binder and the asphalt mixtures. Also regression models were elaborated as for the analyzed properties. The results obtained of modeling were satisfactory.

Pharmaceuticals are contaminants of emerging concern which have been a target of increasing attention by the scientific community. Pharmaceuticals presenting high consumption, incomplete metabolism and incomplete removal at wastewater treatment plants have been frequently detected in aquatic ecosystems worldwide. This is the case of the pharmaceuticals metformin (MET), bisoprolol (BIS), sotalol (SOT) and ranitidine (RAN). However, ecotoxicity data for these contaminants are scarce, especially regarding behavior effects and chronic toxicity. In addition, the knowledge regarding the joint toxicity of these pharmaceuticals on non-target organisms is still incipient, which makes their environment risk assessment uncertain. This study aimed to fill these knowledge gaps for these four pharmaceuticals, by carrying out toxicity tests using five test organisms from three trophic levels. Different endpoints were assessed in tests with Raphidocelis subcapitata (algae), Lemna minor (macrophyte), Daphnia similis (crustacean), Hydra attenuate (cnidarian) and Danio rerio (fish). The binary and quaternary mixture acute toxicity for these pharmaceuticals were assessed on D. similis and D. rerio embryo tests, respectively. This study also aimed to evaluate the predictive accuracy of the Concentration addition (CA) and the Independent action (IA) classic models. In addition, the nature of the possible toxicological interactions between the pharmaceuticals in binary mixtures were also evaluated, using the Combination Index-isobologram (CI) method. The modelling of the concentration-response curves and the associated statistical analyses were performed using the automated spreadsheet ToxCalcMix v.1.0 and the software OriginPro 2015. The software CompuSyn was used for performing the mixture analyses with the CI method. The experimental planning of the binary mixture tests was performed using the fractioned factorial design, in order to cover several possible ratio and level-dependent effects with a reduced number of test organisms. The results obtained in this study are shown in four articles. In article 1, we provided a critical review and discussed the misunderstandings, deficiencies and data gaps on the ecotoxicity data of pharmaceuticals and personal care products mixtures published in the literature. In the following articles, the results obtained from the single and mixture toxicity tests performed in this study were presented and discussed. The pharmaceuticals MET (article 2) and BIS (article 3) were classified as hazardous to the aquatic environment, in the acute toxicity category. However, an ecological risk is not expected for the pelagic freshwater species exposed to these two pharmaceuticals, based on the chronic data obtained. The results obtained from the mixture toxicity tests (article 4) showed that most of the observed toxicity effects from the binary mixtures were in the zone between the predicted effects by the CA and IA models. The CI model showed to be an useful tool to describe the possible toxicological interactions occurring between the pharmaceuticals in joint action. Even statistically significant non-effect concentrations of the pharmaceuticals added up to induce significant adverse effects in mixtures (something from nothing). It was concluded that ecological risk assessment based on single toxic effects can underestimate the real impact of environmental contaminants on aquatic ecosystems. / A contaminação ambiental por fármacos tem sido alvo de crescente preocupação pela comunidade científica. Fármacos de elevado consumo, incompleto metabolismo e remoção incompleta em estações de tratamento de esgoto, como é o caso da metformina (MET), bisoprolol (BIS), sotalol (SOT) e ranitidina (RAN), têm sido frequentemente detectados em matrizes aquáticas do mundo todo. Apesar disso, dados ecotoxicológicos consistentes para esses contaminantes são escassos, principalmente com relação a efeitos comportamentais e oriundos de estudos crônicos. Além disso, o entendimento dos efeitos de suas ações combinadas em organismos não-alvo é ainda incipiente, o que gera incertezas na avaliação dos seus riscos ambientais. Esta pesquisa teve por objetivo preencher essas lacunas de conhecimentos para esses quatro fármacos, por meio da realização de testes com cinco diferentes organismos-teste de três diferentes níveis tróficos. Foram analisados diferentes parâmetros avaliativos em testes com os organismos aquáticos Raphidocelis subcapitata (alga), Lemna minor (macrófita), Daphnia similis (crustáceo), Hydra attenuata (cnidário) e Danio rerio (peixe). As toxicidades agudas das misturas binárias e quaternárias desses quatro fármacos também foram avaliadas em testes com D. similis e embriões de D. rerio, respectivamente. Este trabalho também teve por objetivo avaliar a acurácia preditiva dos modelos de adição de concentração (CA) e ação independente (IA) e analisar a natureza das possíveis interações toxicológicas entre os fármacos, em misturas binárias, usando o modelo do Índice de Combinação (CI). A modelagem das relações concentração-resposta e as análises estatísticas associadas foram realizadas empregando-se a planilha automatizada ToxCalcMix versão 1.0 e o software OriginPro 2015. O software CompuSyn foi utilizado para as análises envolvendo o CI. O planejamento experimental dos testes de misturas binárias foi realizado por meio do design fatorial fracionado, a fim de cobrir diversas possíveis interações em várias proporções e níveis de efeitos, com a redução do número de organismos-teste. Os resultados desta pesquisa estão apresentados em quatro artigos. No artigo 1, realizou-se uma revisão crítica com relação às lacunas de conhecimentos e deficiências identificadas a partir da análise da literatura sobre a ecotoxicologia de misturas de fármacos e de produtos de higiene pessoal. Nos artigos seguintes, foram apresentados e discutidos os resultados oriundos dos testes com os quatro fármacos avaliados neste estudo. Os fármacos MET (artigo 2) e BIS (artigo 3) foram classificados como perigosos para o ambiente aquático, na categoria de toxicidade aguda. Contudo, um risco ecológico não é esperado para as espécies pelágicas de água doce expostas a esses dois fármacos, com base nos dados de toxicidade crônica obtidos. Os resultados dos testes de misturas (artigo 4) permitiram concluir que a maior parte dos efeitos observados das misturas binárias estiveram na zona entre os efeitos preditos pelos modelos clássicos de CA e IA. O modelo do CI mostrou-se uma ferramenta útil para descrever a natureza das possíveis interações toxicológicas que ocorrem entre os fármacos em ações combinadas. Mesmo concentrações de nenhum efeito estatisticamente significativo dos fármacos causaram efeitos adversos significativos quando em misturas (something from nothing). Concluiu-se que avaliações de risco ecológicas baseadas em efeitos tóxicos individuais de contaminantes ambientais podem subestimar o real impacto desses compostos em ecossistemas aquáticos.

[pt] Este estudo apresenta o comportamento de misturas de areia e solo argiloso com teores variados de cinza volante, proveniente do processo de queima de carvão mineral no Complexo Termelétrico Jorge Lacerda, localizado no município Capivari de Baixo, no estado de Santa Catarina. O objetivo da presente pesquisa consiste em avaliar a aplicabilidade do uso de misturas solo-cinza e solocinza- cal em obras geotécnicas, como camadas de aterros sanitários, solos de fundação e estabilização de taludes. Foram realizados ensaios de caracterização física, química e mecânica (ensaio de compactação e ensaio de cisalhamento direto). Os ensaios de cisalhamento direto foram realizados em amostras de solo argiloso compactadas na umidade ótima e no peso específico seco máximo correspondente, com teores de cinza volante de 15 por cento e 30 por cento em relação ao peso seco do solo. Já os ensaios em amostras de areia foram realizados para uma densidade relativa de 50 por cento e umidade ótima de 10 por cento, com teores de cinza volante de 15, 30 e 40 por cento em relação ao peso seco do solo. Para as misturas solo-cinza-cal, adicionou-se 3 por cento de cal em substituição ao peso seco da cinza. Foi analisada a influência do tipo de solo, teor de cinza, adição de cal e tempo de cura (0, 30, 100, 125 e 140 dias) para as misturas, sendo a cura adotada somente para as misturas com areia. Os resultados mostraram-se mais satisfatórios para as misturas com solo argiloso, sendo a adição de cal mais eficiente para a mistura com menor teor de cinza. Na ausência de cal, o melhor comportamento obtido foi para a mistura com 15 por cento de cinza. Quanto às misturas com areia e sem cal, os resultados foram inferiores à areia; já no caso das misturas areia-cinza-cal, não foi possível definir um padrão do comportamento com relação ao tempo de cura, pois ainda que tenha havido um aumento da coesão a determinados dias, este ganho veio acompanhado de uma redução no ângulo de atrito, fazendo com que a areia mantivesse um comportamento melhor. Contudo, o teor de 27 por cento de cinza, sob 140 dias de cura, proporcionou ao solo um aumento de ambos os parâmetros, sendo, portanto, o teor ótimo a ser utilizado. Dessa forma, ainda que o emprego da cinza volante em misturas com o solo argiloso tenha se mostrado mais satisfatório, este material também pode ser utilizado em misturas com areia, desde que submetido a elevados períodos de cura e que contenham uma porcentagem de cinza em torno do teor ótimo encontrado, o que viabiliza o emprego positivo deste material em aplicações geotécnicas, possibilitando uma destinação ambientalmente correta deste resíduo e dando um fim mais nobre a este material. / [en] This study presents the behavior of sand and clay soil mixtures with different contents of fly ash, which comes from the coal burning process in Thermoelectric Complex Jorge Lacerda, located in the city of Capivari de Baixo, in Santa Catarina. The aim of this research is to assess the applicability of using soil-ash and soil-ash-lime mixtures in geotechnical works, like landfill layers, foundation soils and slope stabilization. Physical, chemical and mechanical (compaction test and direct shear test) were performed. Direct shear tests were performed on clay soil samples compacted at the optimum moisture content and the corresponding maximum dry specific gravity, with fly ash contents of 15 and 30 per cent, related to the dry weight of soil. Tests on sandy soil samples were performed at the relative density of 50 per cent and optimum humidity of 10 per cent, with fly ash contents of 15, 30 and 40 per cent related to the dry weight of soil. For soil-ash-lime mixtures, it was added 3 per cent of lime to replace the dry weight of ash. It was studied the influence of different parameters: soil type, ash content, lime addition and curing time (0, 30, 100, 125 and 140 days) for the mixtures. Curing process was adopted only for sandy soil mixtures. Results were more suitable for clay soil mixtures, and lime addition was more efficient for the mixture with the lowest ash content, related to 12 per cent. In the absence of lime, the best performance was obtained for the mixture with 15 per cent of ash. For sandy soil mixtures and without lime, the results were inferior to sand; and in the case of soil-ash-lime mixtures, it was not possible to define a pattern of behavior to the curing time, because although there has been an increase in cohesion certain days, this gain was followed by a reduction in friction angle, which has maintained the best performance of sand. However, the ash content of 27 per cent, at 140 days of curing, caused an increase of both parameters, what means that this ash content is the optimum content to be used. Thus, although the use of fly ash in mixtures with clay soil has been more satisfactory, this material can also be used in mixtures with sandy soil, since it contains an ash content around the optimum content found, and since it has been submitted to elevated curing periods, what enables the positive employment of this material in geotechnical applications, providing an environmentally correct disposal of this waste and giving it a noblest destination.

Devido às crises ocorridas no setor petroleiro, além do interesse em reduzir a emissão de gás carbônico (CO2), vários países buscam o desenvolvimento de novos combustíveis. Atualmente, mais de 80% da frota de veículos no Brasil rodam ou somente com etanol ou com uma mistura de etanol e gasolina. Desta forma, o bioetanol é considerado um combustível renovável alternativo com grande potencial para substituir os combustíveis oriundos do petróleo. Para atender a crescente demanda de etanol, sem competir com áreas cultiváveis voltadas para produção de alimentos, fontes de materiais lignocelulósicos podem ser utilizadas com o intuito de se aproveitar a fração celulósica para obtenção de açúcar fermentável para produção de bioetanol. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar o efeito de tecnologias de pré-tratamento (convencionais e não convencionais) dos subprodutos sucroalcooleiros (bagaço e palha de cana), seguida ou não de uma etapa de deslignificação, sobre a conversão enzimática da celulose de cada biomassa vegetal, além de testar e avaliar o efeito que a mistura das duas biomassas (antes do pré-tratamento), em diferentes proporções, pode causar na produção de etanol 2G. Em uma primeira parte do trabalho, a palha de cana foi submetida ao pré-tratamento hidrotérmico e ao pré-tratamento por ultrassom, seguido de uma etapa de deslignificação alcalina. Para o pré-tratamento hidrotérmico, foram testadas três temperaturas (160, 170 e 180°C) nos tempos de 10, 20, 30, 40 e 50 min para cada temperatura. Para o teste com ultrassom, os experimentos foram conduzidos em três meios diferentes (ácido, alcalino e meio aquoso - controle) nos tempos de 1 a 30 minutos para cada condição. As amostras pré-tratadas por ultrassom e pelo método hidrotérmico foram deslignificadas com solução de NaOH 1%(m/v) por 1 hora. Após pré-tratamento e deslignificação, os ensaios de hidrólise enzimática foram realizados empregando Celluclast 1.5L (15 FPU/g de amostra) e ?-Glucosidase (12,5 UI/g de amostra). A condição de pré-tratamento hidrotérmico mais promissora para a palha foram a 170°C por 10 min, mostrando que a palha não necessita de tratamentos mais severos para obter uma maior digestibilidade no processo de hidrolise enzimática. Já o método por ultrassom provocou o aumento da recalcitrância do material lignocelulósico tanto para o agente deslignificante como para as celulases. Em uma segunda parte do trabalho, palha e bagaço de cana foram pré-tratados por explosão a vapor catalisado por SO2 nas seguintes condições para cada biomassa: 190, 195 e 200°C, por 5 min e 3% de SO2 (m/m). Após encontrar a condição ideal para ambas biomassas (190°C, 5 min, 3% SO2), três proporções diferentes de misturas de palha e bagaço foram testadas: 90% de palha / 10% de bagaço, 90% bagaço / 10% de palha e 50% de palha / 50% de bagaço e estas misturas foram prétratadas na condição otimizada. Em todas as etapas, a hidrólise enzimática foi realizada. Observou-se que a recuperação mais elevada de açúcar foi encontrada na amostra 50% bagaço/50% palha. Curiosamente, quando comparado com uma biomassa tratada isoladamente, todas as três misturas apresentam uma maior recuperação de açúcar. / Due to the crises in the oil sector, in addition to interest in reducing the emission of carbon dioxide (CO2), many countries seek to develop new fuels. Currently, over 80% of the vehicle fleet in Brazil only run on ethanol or a mixture of ethanol and gasoline. Thus, bioethanol is considered an alternative renewable fuel with great potential to replace petroleum derived fuels. To meet the growing ethanol demand, without competing with cultivable areas focused on food production, lignocellulosic materials sources can be used in order to take advantage of the cellulosic fraction to obtain fermentable sugar for bioethanol production. In this study, the objective was to evaluate the effect of pretreatment technologies (conventional and unconventional) of sugar and alcohol byproducts (bagasse and straw) followed or not by a delignification step on the enzymatic conversion of each biomass, besides test and evaluate the effect that mixing of the two biomasses (before pretreatment), in different proportions, can cause in the production of 2G ethanol. In the first part of the study, sugarcane straw was submitted to the hydrothermal pre-treatment and pre-treatment by ultrasound, followed by an alkaline delignification step. For the hydrothermal pretreatment, three temperatures were tested (160, 170 and 180°C) in the times of 10, 20, 30, 40 and 50 min for each temperature. For the test with ultrasound, the experiments were conducted in three different enviroments (acid, alkaline and aqueous medium - control) in the times of 1-30 minutes for each condition. The pretreated by ultrasound and by hydrothermal method samples were delignified with NaOH solution 1% (w/v) for 1 hour. After pre-treatment and delignification, the enzymatic hydrolysis assays were performed using Celluclast 1.5L (15 FPU/g of substrate) and ?-glucosidase (12.5 IU/g of substrate). The hydrothermal pretreatment condition most promising for the straw was at 170°C for 10 min, showing that the straw doesn\'t require more severe treatments to obtain a higher digestibility of the enzymatic hydrolysis process. Yet the ultrasound method led to increased recalcitrance of lignocellulosic material for both the delignificant agent as for cellulases. In a second part of the study, straw, and bagasse were pre-treated by steam explosion catalyzed by SO2 under the following conditions for each biomass: 190, 195 and 200°C for 5 min and 3% of SO2 (m/m). After finding the optimal condition for both biomasses (190°C, 5 min, 3% SO2), three different ratios of mixtures of straw and bagasse were tested: 90% straw / 10% bagasse, 90% bagasse / 10% straw and straw 50% / 50% bagasse and these mixtures were pretreated in the optimized condition. At all stages, the enzymatic hydrolysis was carried out. It was observed that the higher sugar recovery was found in the sample 50% bagasse / 50% straw. Interestingly, when compared with a treated biomass separately, all three blends exhibit a greater sugar recovery.

Determinar o conteúdo dos lipídeos presentes nos tecidos animais nem sempre resulta em uma resposta com precisão, devido á pouca disponibilidade de métodos adequados para a extração e determinação quantitativa destes lipídeos. A extração de lipídeos de matrizes complexas, como o pescado, por meio dos métodos tradicionais de Bligh & Dyer e Folch normalmente utilizam solventes com elevada toxicidade, cujos resíduos podem gerar um elevado impacto ambiental. A chamada segurança química está diretamente ligada à qualidade de vida e alerta para as questões de controle e prevenção dos efeitos adversos dos solventes ao ser humano e ao ambiente, compreendendo desde a extração, uso e descarte desses e seus resíduos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar as condições de extração de lipídeos totais de resíduos do processamento de tilápias, visando à proposição de um método alternativo que garanta uma eficiência tão satisfatória quanto as obtidas pelos métodos tradicionais de extração. Ademais, foi desenvolvido um método de extração mais seguro ao ambiente utilizando solventes menos tóxicos que os propostos pelo método de Bligh &Dyer, por meio da aplicação experimental de um diagrama de fases hexano- etanol- água. Após a identificação da melhor combinação de solventes, os extratos obtidos com hexano- etanol apresentaram rendimento eficiente em lipídeos totais e capacidade de extrair os componentes lipídicos polares e apolares das amostras analisadas. O melhor aproveitamento dos lipídeos a serem extraídos da matriz resíduos de peixes na proporção em massa de solvente hexano: etanol: água, foram da solução 1 (1: 7: 1,375) para a carcaça, da solução 2 (1: 2,5: 1,1875) para a cabeça e da solução 4 (4: 1: 4,375) para as vísceras totalizando 14,13%, 14,69 e 47,63% de teor de lipídeos, respectivamente. Logo, ao buscar sistemas de solventes alternativos ao clorofórmio - metanol, para extrair lipídeos de resíduos do processamento de tilápias, foi possível identificar as melhores proporções de hexano: etanol: água como substituição do método tradicional proposto por Bligh & Dyer (1959). / The total lipid content of animal tissues is not always accurately measured due to the lack of adequate methods for lipid extraction and quantitative determination of tissue fat. The extraction of lipids from complex matrices, such as fish, using the traditional methods proposed by Bligh &Dyer and Folch usually, employs solvents with high toxicity, whose residues can generate a high environmental impact. The chemical safety concern nowadays is directly linked to quality of life involving control and prevention of adverse effects of solvents to humans and the environment, ranging from the extraction, use and disposal of these and their residues. Moreover, the procedures of sample preparation, the sample: solvent ratio, the proportion of solvents applied, and the order of addition of solvents during the experiment are not standardized in these methods. Therefore, the present study aimed to assess the extraction conditions of total lipids from fish processing residues, and thus propose a standardized method which ensures a maximum efficiency in lipid extraction. Furthermore, a more environmental-friendly oil extraction method using less toxic solvents than those proposed by the Bligh & Dyer method (i.e. using the hexane-ethanol-water phase diagram) was developed. After identifying the best combination of solvents, the extracts obtained with hexane- ethanol showed effective yield on total lipids and the ability to extract the polar lipid components and nonpolar of the samples. The best use of lipids to be extracted from fish waste matrix, were the solution 1 (1: 7: 1,375) for the carcass of solution 2 (1: 2,5: 1,1875) for the head and the solution 4 (4: 1: 4,375) for the viscera totaling 14,13%, 14,69% and 47,63%(4: 1: 4,375) respectively. Therefore, to seek alternative solvent systems chloroform - methanol to extract lipids of tilapia processing waste, it was possible to identify the best proportions of hexane: ethanol: water as replacing the traditional method proposed by Bligh & Dyer (1959).

A presente dissertação de mestrado visa avaliar e comparar o desempenho de um bioligante, obtido por processamento de material de origem vegetal, frente a ligantes asfálticos derivados do refino de petróleo. Nesse sentido, foram realizados ensaios objetivando a caracterização reológica dos ligantes e análise do comportamento mecânico de misturas usinadas destes ligante com agregados. Com auxílio de um reômetro de cisalhamento dinâmico (DSR) foram realizados os seguintes ensaios reológicos: cisalhamento oscilatório (para determinação do módulo complexo e do ângulo de fase); fluência e recuperação sob múltiplas tensões (MSCR); e varredura de amplitude linear (LAS). Uma avaliação do efeito do envelhecimento dos bioligante em comparação com um ligante convencional CAP 30/45 foi realizada com base em características reológicas e químicas. Dentre os ensaios mecânicos realizados nas misturas de ligantes com agregados usinadas a quente, tem-se: deformação permanente e módulo dinâmico. Os resultados reológicos mostram que o bioligante apresenta elevados módulos de cisalhamento dinâmico em altas frequências, mas é semelhante a um asfalto convencional nas baixas frequências. Os ensaios indicam que o bioligante pode vir a apresentar boa resistência à deformação permanente, semelhante à verificada em ligante asfáltico convencional (CAP 30/45). Tal semelhança de comportamento, entre os dois tipos de ligantes, foi igualmente verificada em ensaios mecânicos de determinação do afundamento em trilha de roda, realizados nas misturas usinadas a quente em laboratório. Os resultados reológicos de LAS indicam que o bioligante deve apresentar menor vida de fadiga. A temperatura do ensaio de envelhecimento de curto prazo interferiu significativamente na rigidez do bioligante, assinalando o expressivo efeito da temperatura de ensaio RTFOT na oxidação e na perda de voláteis do bioligante. Os índices de carbonila e de sulfóxido não se mostraram adequados para análise da oxidação e envelhecimento sofrido pelo bioligante envelhecido em diferentes condições. Os ensaios de módulo dinâmico de misturas usinadas de bioligante com agregados tendem a mostrar elevados valores, maiores que as misturas com asfalto convencional. Baseando-se na análise dos resultados reológicos e nas observações de comportamento mecânico das misturas usinadas a quente de bioligante e agregados é possível, portanto, constatar o potencial do emprego deste material inovador em camadas usinadas e compactadas de pavimentos. / This dissertation aims to evaluate and compare the performance of a biobinder obtained by processing plant material against asphalt binders derived from petroleum refining. Thus, tests were performed aiming at the rheological characterization of the binders and at the analysis of the mechanical behavior of hot mixtures processed with such binders and aggregates. With the use of Dynamic Shear Rheometer (DSR), the following rheological tests were carried out: Oscillatory shear (in order to determine the complex modulus and phase angle); the Multiple Stress Creep and Recovery (MSCR); and the Linear Amplitude Sweep (LAS). An evaluation of the biobinder aging effect in comparison to a conventional CAP 30/45 binder was performed based on rheological and chemical features. Among the mechanical tests carried out on binder and aggregate hot mixtures, there were: Rutting, and Dynamic Modulus tests. Rheological results show that the biobinder presents high dynamic shear modulus at high frequencies; however, it is similar to conventional asphalt at low frequencies. Tests indicate that the biobinder may present good resistance to permanent deformation, similar to that observed in conventional (CAP 30/45) asphalt binder. Such similarity in behavior in both types of binders was also verified in mechanical rutting tests performed on the hot mixtures in the laboratory. The LAS rheological results indicate that the biobinder must present a lower fatigue life. The temperature of the short-term aging test significantly interfered with the stiffness of the biobinder, pointing out the meaningful effect of the RTFOT test temperature on the oxidation and on the loss of volatiles from the biobinder. The carbonyl and sulphoxide rates were not adequate for the analysis of the oxidation and aging suffered by the biobinder aged under different conditions. Dynamic modulus assays of biobinder and aggregate hot mixtures tend to show higher values, higher than mixes with conventional asphalt. Based on the analysis of the rheological results, and on the observations of the mechanical behavior of biobinder and aggregate hot mixes, it is possible, therefore, to verify the potential of using this innovative material in hot-mix and compacted pavement layers.

O aumento da demanda por alimentos saudáveis está estimulando inovações e o desenvolvimento de novos produtos na indústria de alimentos. O amaranto (Amaranthus cruenthus L.) e a quinoa (Chenopodium quinoa W.) são pseudocereais que apresentam proteínas de elevado valor biológico e ácidos graxos insaturados além de outros compostos que atuam como antioxidantes. A maca (Lepidium meyenii W.), uma raiz anual ou bienal, é usada como ingrediente alimentar devido ao seu valor nutricional e conteúdo de fitoquímicos. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da adição das farinhas destas cullturas em diferentes níveis sobre as propriedades físico-químicas, reológicas e sensoriais de panetone. Farinhas mistas de trigo e amaranto, quinoa ou maca nas porcentagens de 10 %, 20 %, 30 % e 40 % de adição, foram avaliadas durante as diferentes etapas de produção: misturas de farinhas, massa fermentada, massa assada e produto acabado. A adição favoreceu o escurecimento gradual das farinhas e variação no tamanho médio das partículas. Nas massas, foi observada a diminuição gradativa dos valores de estabilidade ao amassamento e tempo de desenvolvimento com diminuição da extensibilidade e aumento da resistência das massas. Nas massas fermentadas, a adição de 10 e 20 % de farinha de amaranto ou quinoa e 30 % de farinha de amaranto, não incrementou significativamente (p > 0,05) a firmeza da massa. No entanto, as formulações contendo farinha de maca mostraram aumento significativo (p < 0,05) no ponto de quebra, firmeza, consistência, coesividade e viscosidade da massa. O aumento da resistência com diminuição gradativa da extensibilidade das massas também foi observado. Nas massas assadas, houve diminuição da área total de células com aumento no número de células de gás de menor tamanho em amostras com adição de farinha de maca e amaranto. As formulações com 10 % de farinha de maca, 10 e 20 % de farinha de amaranto ou quinoa e 30 % de farinha de amaranto, apresentaram os melhores resultados, com valores de volume, altura, cor e firmeza próximos à formulação controle. A análise sensorial mostrou que o produto elaborado com adição de 30 % de farinha de amaranto apresentou a melhor aceitabilidade e intenção de compra. Dentro das condições experimentais, o panetone contendo 30 % de farinha de amaranto foi o mais promissor pela boa aceitabilidade do consumidor, podendo contribuir para incrementar a qualidade do produto. O panetone com 10 % de adição de farinha de maca também apresentou valores interessantes com pouca diferença se comparado com aquele enriquecido com farinha de amaranto. Na amostra contendo farinha de quinoa, a substituição com menos de 20 % de adição melhoraria a aceitabilidade do panetone enriquecido. / The increased demand for healthy foods is stimulating innovation and new product development in the food industry. Amaranth (Amaranthus cruenthus L.) and quinoa (Chenopodium quinoa W.) are pseudocereals which have proteins with high biological value and unsaturated fatty acids, as well as other compounds which act as antioxidants. Maca (Lepidium meyenii W.), an annual or biennial root, is used as a food ingredient for human consumption due to its nutritional value and phytochemical content. The objective of this study was to evaluate the effect of amaranth, quinoa and maca flour addition at different levels on the physical-chemical, rheological and sensory properties of panettone. Composite flours of wheat and amaranth, quinoa or maca flours in percentages of 10 %, 20 %, 30 % and 40 % addition were evaluated during the different stages of production: flour blends, fermented dough, baked dough and finished product. The addition promoted a gradual flour darkening and tendency to yellow and red colors. In the dough, the gradual decrease in stability values to kneading and development time with decreased extensibility and increased dough resistance, were observed. In fermented doughs, the addition of 10 % - 20 % amaranth or quinoa flour and 30 % amaranth flour, did not increased significantly (p > 0.05) the dough firmness. However, formulations containing maca flour showed a significant increase (p < 0.05) of break point, firmness, consistency, cohesiveness and viscosity of the dough. Furthermore, it was also observed an increase in dough resistance with a gradual decrease in extensibility. In baked samples, there was a decrease of the total cell area with increased number of smaller gas cells in samples with maca and amaranth flour addition. Better results were observed in formulations with 10% maca flour, 10 - 20 % amaranth or quinoa flour and 30 % amaranth flour with values of volume, height, color and firmness close to the control. Sensorial analysis showed that sample containing 30 % addition of amaranth flour showed the better acceptability and purchase intention by consumers. Within these experimental conditions, panettone containing 30 % amaranth flour was the most promising for the good acceptability of the consumer and may contribute to improve the quality of the product. Sample with 10 % maca flour addition also showed interesting values with few differences when compared to that enriched with amaranth flour. In sample containing quinoa flour, wheat flour substitution with less than 20 % would improve the acceptability of the enriched panettone.

Atualmente a Engenharia supera novas fronteiras, principalmente devido à redução das dimensões dos equipamentos, e um exemplo desses impactos é o atual estágio de desenvolvimento da nanotecnologia. Ademais, não só as questões ambientais inerentes à contaminação do meio físico como também seu monitoramento devem ser continuamente abordadas para garantir que o profissional possa atuar nessa nova condição. O objetivo deste trabalho foi determinar como um grupo de estruturas miniaturizadas pode ser usado na remoção de partículas de um meio líquido ou gasoso e a separação de componentes de uma mistura. Também objetivou-se desenvolver uma metodologia simples de testes voltada para o estudo do comportamento dos fluidos no interior de estruturas onde material particulado e pequenas dimensões dificultam a passagem deste fluido. A utilização de canais preenchidos com material particulado ocorre tanto na Engenharia Química, para produção de compostos, como na Química, para a análise de substâncias. Os testes utilizaram equipamentos comuns em laboratório de química, uma estrutura para produção de spray, duas estruturas impactadoras distintas para remoção de partículas, e duas estruturas, denominadas como canais tridimensionais e de separação preliminar, para separação de compostos orgânicos voláteis. As substâncias puras permitem avaliar o tempo de residência e compará-lo com as misturas. As estruturas apresentaram comportamento muito semelhante quando comparadas as filmagens com o auxílio de traçadores e as simulações usando FEMLABÒ. O conjunto proposto de estruturas permite produzir spray com gotas de até 10 mm e obter uma impressão digital de compostos orgânicos em uma mistura, pois os resultados permitem montar tabelas qualitativas e semi-quantitativas que descrevem vários fenômenos, tais como, difusão, separação de compostos, perda de carga, etc. Estas estruturas apresentaram uma série de vantagens, tais como, mesodimensionamento, que facilita sua produção e manuseio, e possibilidade de uso em demonstrações de como ocorrem os fenômenos internos à estrutura. / Nowadays, mainly due to products miniaturization, engineering faces new horizons, which can be easily exemplified by the enhancement on nanotechnology development. Furthermore, not only environmental contamination but also environmental monitoring must be addressed in order to produce a systemic knowledge. Therefore, the aim of this work was to determine how a group of miniaturized structures could be used on particle removal and component separation on a mixture. Also a secondary target was to develop a simple methodology in order to determine the fluid behavior inside the structures where particle material and small dimensions hinder flow passage. The use of packed channels is common not only in Chemical Engineering, on synthesis production, but also in Chemistry, for chemical analysis. Tests were carried out using equipment normally present in Chemistry to evaluate a set of structures composed by: one spray, two different impactors and other two different structures (one of them with five different outlets) for separation of volatile organic compounds. Tests were performed in liquid and gaseous phases and used several reactants (kerosene, gasoline, acetone, 2-propanol and ethanol) and their mixtures; pure reactants allow evaluation of the resident time and comparison with mixtures behavior. Simulations were also performed and the structure behavior evaluated by tracers shows good agreement with simulations data. The whole group of structures allows the production of spray with up to 10mm droplet dimension and the footprint of components in a mixture, i.e., the obtained data can be disposed as qualitative and quantitative tables, which describe several phenomena, such as diffusion, separation of compounds, load loss, etc. These structures present several advantages since dimensions on mesorange not only facilitate their production and manipulation bur also allow to unravel phenomena occurring inside the structures.

O aumento da demanda por alimentos saudáveis está estimulando inovações e o desenvolvimento de novos produtos na indústria de alimentos. O amaranto (Amaranthus cruenthus L.) e a quinoa (Chenopodium quinoa W.) são pseudocereais que apresentam proteínas de elevado valor biológico e ácidos graxos insaturados além de outros compostos que atuam como antioxidantes. A maca (Lepidium meyenii W.), uma raiz anual ou bienal, é usada como ingrediente alimentar devido ao seu valor nutricional e conteúdo de fitoquímicos. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da adição das farinhas destas cullturas em diferentes níveis sobre as propriedades físico-químicas, reológicas e sensoriais de panetone. Farinhas mistas de trigo e amaranto, quinoa ou maca nas porcentagens de 10 %, 20 %, 30 % e 40 % de adição, foram avaliadas durante as diferentes etapas de produção: misturas de farinhas, massa fermentada, massa assada e produto acabado. A adição favoreceu o escurecimento gradual das farinhas e variação no tamanho médio das partículas. Nas massas, foi observada a diminuição gradativa dos valores de estabilidade ao amassamento e tempo de desenvolvimento com diminuição da extensibilidade e aumento da resistência das massas. Nas massas fermentadas, a adição de 10 e 20 % de farinha de amaranto ou quinoa e 30 % de farinha de amaranto, não incrementou significativamente (p > 0,05) a firmeza da massa. No entanto, as formulações contendo farinha de maca mostraram aumento significativo (p < 0,05) no ponto de quebra, firmeza, consistência, coesividade e viscosidade da massa. O aumento da resistência com diminuição gradativa da extensibilidade das massas também foi observado. Nas massas assadas, houve diminuição da área total de células com aumento no número de células de gás de menor tamanho em amostras com adição de farinha de maca e amaranto. As formulações com 10 % de farinha de maca, 10 e 20 % de farinha de amaranto ou quinoa e 30 % de farinha de amaranto, apresentaram os melhores resultados, com valores de volume, altura, cor e firmeza próximos à formulação controle. A análise sensorial mostrou que o produto elaborado com adição de 30 % de farinha de amaranto apresentou a melhor aceitabilidade e intenção de compra. Dentro das condições experimentais, o panetone contendo 30 % de farinha de amaranto foi o mais promissor pela boa aceitabilidade do consumidor, podendo contribuir para incrementar a qualidade do produto. O panetone com 10 % de adição de farinha de maca também apresentou valores interessantes com pouca diferença se comparado com aquele enriquecido com farinha de amaranto. Na amostra contendo farinha de quinoa, a substituição com menos de 20 % de adição melhoraria a aceitabilidade do panetone enriquecido. / The increased demand for healthy foods is stimulating innovation and new product development in the food industry. Amaranth (Amaranthus cruenthus L.) and quinoa (Chenopodium quinoa W.) are pseudocereals which have proteins with high biological value and unsaturated fatty acids, as well as other compounds which act as antioxidants. Maca (Lepidium meyenii W.), an annual or biennial root, is used as a food ingredient for human consumption due to its nutritional value and phytochemical content. The objective of this study was to evaluate the effect of amaranth, quinoa and maca flour addition at different levels on the physical-chemical, rheological and sensory properties of panettone. Composite flours of wheat and amaranth, quinoa or maca flours in percentages of 10 %, 20 %, 30 % and 40 % addition were evaluated during the different stages of production: flour blends, fermented dough, baked dough and finished product. The addition promoted a gradual flour darkening and tendency to yellow and red colors. In the dough, the gradual decrease in stability values to kneading and development time with decreased extensibility and increased dough resistance, were observed. In fermented doughs, the addition of 10 % - 20 % amaranth or quinoa flour and 30 % amaranth flour, did not increased significantly (p > 0.05) the dough firmness. However, formulations containing maca flour showed a significant increase (p < 0.05) of break point, firmness, consistency, cohesiveness and viscosity of the dough. Furthermore, it was also observed an increase in dough resistance with a gradual decrease in extensibility. In baked samples, there was a decrease of the total cell area with increased number of smaller gas cells in samples with maca and amaranth flour addition. Better results were observed in formulations with 10% maca flour, 10 - 20 % amaranth or quinoa flour and 30 % amaranth flour with values of volume, height, color and firmness close to the control. Sensorial analysis showed that sample containing 30 % addition of amaranth flour showed the better acceptability and purchase intention by consumers. Within these experimental conditions, panettone containing 30 % amaranth flour was the most promising for the good acceptability of the consumer and may contribute to improve the quality of the product. Sample with 10 % maca flour addition also showed interesting values with few differences when compared to that enriched with amaranth flour. In sample containing quinoa flour, wheat flour substitution with less than 20 % would improve the acceptability of the enriched panettone.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-07T15:18:18Z No. of bitstreams: 1 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) / Rejected by Vanessa Dias (vanessa.dias@unipampa.edu.br), reason: Andréa Devolvido conforme solicitado, atenta a política de metadados pois estão faltando campos obrigatórios como o dc type on 2018-02-08T13:13:05Z (GMT) / Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-09T11:24:34Z No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) / Approved for entry into archive by Dayse Pestana (dayse.pestana@unipampa.edu.br) on 2018-02-15T12:22:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-15T12:22:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Diss Silvana Zuge 2017.pdf: 3567637 bytes, checksum: 63ab9afd1ab232d086f423e176348cb4 (MD5) Produção educacional_para_entraga_final.pdf: 1428201 bytes, checksum: f27e8c65a399b17798654d793a5bec48 (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / Este trabalho se insere no âmbito do ensino de química na educação básica, explorando espe-cificamente os conceitos de substâncias puras, misturas e métodos de separação por meio de atividades experimentais investigativas com o uso de um modelo em microescala de uma es-tação de tratamento de água. Os participantes da pesquisa foram alunos de 9º ano do Ensino Fundamental e a proposta educacional foi aplicada numa escola pública estadual da cidade de São Borja, Rio Grande do Sul no componente curricular de ciências. Foi utilizado como refe-rencial teórico a teoria da aprendizagem significativa de Ausubel em conjunto com o projeto de atividades que permitiram a participação ativa dos estudantes durante a construção do co-nhecimento. Neste trabalho são apresentadas três produções técnicas que foram desenvolvi-das, sendo elas: (i) um teste de conhecimentos contendo questões de múltipla escolha valida-das utilizando índices de dificuldade e de discriminação, (ii) um protótipo de uma estação de tratamento de água em pequena escala utilizando materiais de baixo custo e que procurou replicar alguns processos de separação de misturas utilizados em tratamento de água em larga escala e (iii) uma sequência didática com cinco atividades com o objetivo de contribuir para a aprendizagem dos conceitos de substâncias puras, misturas e processos de separação de mistu-ras com o foco no uso de atividades experimentais com o protótipo da estação de tratamento de água e uma visita técnica à estação de tratamento de água da cidade de São Borja. A meto-dologia da pesquisa incluiu métodos quantitativos e qualitativos para avaliação da eficácia da sequência didática quanto à compreensão e o desempenho dos alunos acerca dos temas pro-postos. Os instrumentos de coleta de dados foram guias de atividades práticas respondidos pelos participantes da pesquisa, um teste conhecimentos e um teste de motivação para apren-der, ambos aplicados antes e após a aplicação da sequência didática, um questionário de opi-nião dos participantes e as observações da professora pesquisadora. O teste de hipótese não paramétrico pareado e unilateral de Wilcoxon indicou uma melhoria estatisticamente signifi-cativa no desempenho dos participantes no teste de conhecimento após a aplicação da sequên-cia didática. O ganho de aprendizagem normalizado médio para o teste de conhecimentos foi de 61,8%, indicando que para a turma como um todo houve um ganho significativo de apren-dizagem após a aplicação da sequência didática proposta. Os resultados dos testes de motiva-ção para aprender indicaram que os alunos da turma apresentavam uma motivação para aprender próximo do centro da escala utilizada. As análises das respostas dos participantes aos guias de atividades e questionário de opinião indicaram que os alunos participaram efeti-vamente das atividades e exercitaram suas habilidades de observação. Nas respostas aos guias de atividades observou-se uma tendência dos alunos em limitarem suas concepções de subs-tância pura e mistura aos aspectos macroscópicos, sendo recomendado, portanto que o profes-sor intensifique suas discussões referentes aos conceitos de mistura e substância pura na esca-la de dimensões atômicas. Concluímos que ensino dos conceitos de substâncias puras, mistu-ras e métodos de separação com a utilização de um protótipo de estação de tratamento de água e atividades participativas tem potencial para contribuir para melhoria do aprendizado destes conceitos e promover a aproximação da realidade local e os conceitos químicos. / This study falls within the scope of basic education chemistry teaching, specifically exploring the concepts of pure substances, mixtures and separation methods through experimental in-vestigative activities using a microscale model of a water treatment plant. The research partic-ipants were 9th grade students of elementary school and the educational proposal was applied at a public state school in the city of São Borja, Rio Grande do Sul, in the curricular compo-nent of science. Ausubel's theory of meaningful learning was used as a theoretical reference in conjunction with the project of activities that allowed the active participation of students dur-ing the construction of knowledge. This work presents three technical productions that were developed: (i) a knowledge test containing multiple choice questions validated using difficul-ty and discrimination indexes, (ii) a small scale prototype of a water treatment plant using low cost materials and sought to replicate some processes of separation of mixtures used in water treatment in large scale and (iii) a didactic sequence with five activities with the objective of contributing to the learning of the concepts of pure substances, mixtures and mixture separa-tion processes with the focus on the use of experimental activities with the prototype of the water treatment plant and a technical visit to the water treatment plant of the city of São Bor-ja. The research methodology included quantitative and qualitative methods for evaluating the effectiveness of the didactic sequence regarding students' comprehension and performance on the proposed topics. The data collection instruments were guides of practical activities an-swered by the participants of the research, a test of knowledge and a test of motivation to learn, both applied before and after the application of the didactic sequence, a questionnaire of opinion of the participants and the observations of the researcher. Wilcoxon's unilateral non-parametric hypothesis test indicated a statistically significant improvement in the performance of participants in the knowledge test after the application of the didactic sequence. The aver-age standardized learning gain for the knowledge test was 61.8%, indicating that for the class as a whole there was a significant learning gain after the application of the proposed didactic sequence. The results of the motivation for learning tests indicated that the students in the class had a motivation to learn near the center of the scale used. The analyzes of the partici-pants' responses to the activity guides and opinion questionnaire indicated that the students participated effectively in the activities and exercised their observation skills. In the responses to the activity guides it was observed a tendency of the students to limit their conceptions of pure substance and mixture to the macroscopic aspects, being recommended, therefore, that the teacher intensifies his discussions regarding the concepts of mixture and pure substance in the atomic scale. We conclude that teaching of the concepts of pure substances, mixtures and separation methods with the use of a prototype of a water treatment plant and participatory activities has the potential to contribute to improve the learning of these concepts and promote the approximation of local reality and chemical concepts.