Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDD) and polychlorinated dibenzo-furans (PCDFs) belong to the most toxic compounds known to science and they are defined as Persistent Organic Pollutants (POPs) under the Stock-holm Convention. The general human exposure to PCDD/Fs is primarily through dietary intake. The importance of contaminated sites as secondary PCDD/F sources (i.e. sources that once received its contamination from a primary source) are getting increased attention. To be able to assess the risks for human exposure at PCDD/F contaminated sites, the environmen-tal distribution of PCDD/Fs and the potential mobilization between dif-ferent environmental media (e.g. food chain transfer) must be known. The primary aim of the work presented in this thesis was to investigate human exposure pathways associated with PCDD/F contaminated sites by combining field measurements and modeling. Site specific field measurements were made at a PCDD/F contaminated site in Sweden and multimedia modeling scenarios were evaluated against site specific data and national reference data. The results show that the congener distributions in exposure media affected by contaminated soil may differ significantly from the distribu-tions found in media from reference locations. Higher chlorinated PCDD/Fs may be transferred into food chains where they contribute to a large fraction of the toxic equivalent concentration (TEQ). Ingestion of locally produced animal food may be an important exposure pathway al-ready at low or moderate PCDD/F soil concentrations. However, the con-gener composition of the source is critical for the exposure. The signifi-cance of the individual exposure routes varies depending on e.g. the spatial distribution and magnitude of the soil contamination, the pro-perties of the exposure media and the human behavior. Multimedia mo-deling can be used in risk assessments as long as model algorithms and model parameters are representative for the superhydrophobic properties of PCDD/Fs. However, selection of physical-chemical PCDD/F properties is a challenge due to large variation in reported values. For some proper-ties, data is scattered or completely lacking

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Effective agricultural planning and environmental monitoring requires basic soil information. However, analyzing soil properties by conventional methods is often expensive and time consuming. In addition, these analyses result in chemical residues, which may be environmentally hazardous. In recent decades near-infrared diffuse reflectance spectroscopy (400-2500 nm) has been shown to be a viable alternative for rapidly analyzing soil properties. Information needs to be mathematically extracted from the spectra in order to correlate them with soil properties, and multivariate statistics are often used to calibrate soil prediction models.However, soils evaluated by the mid-IR region (4000 to 400 cm-1) warrants new studies. The primary aim of this study was to investigate the feasibility to use soil spectral data and chemometrics methods to predict soil properties, in order to reduce the number of conventional soil analyses. The understanding of the relationships between spectral characteristics and the physic-chemical properties of soils were evaluated in three different studies with soils of: (i) spectral library (Chapter 1), (ii) amazonian region (Chapter 2), (iii) soils contaminated with heavy metals and tannery sludge (Chapter 3).It was possible to identify regions of the vis-NIR and mid-IR spectra that showed absorption features due to water, iron oxides, and clay minerals. In Chapter 1 the predicted models for clay and soil organic matter showed high accuracy. It reflects the influence of the direct spectral responses of these properties in the NIR. The division of the large library into smaller subsets based on variation in the spectra characteristics was the best alternative to quantify soil attributes in tropical soils by Partial Least Square regressions. Another alternative would be to use Boosted regression trees for the whole library. In Chapter 2, the mid-IR predicted models outperformed the vis-NIR. Comparison of the interpolation results revealed that the predictions of the PLS regression (mid-IR and vis-NIR) adequately reproduced the spatial pattern of the properties evaluated, especially soil organic carbon and cation exchange capacity and, had the ability to predict the soil properties of unknown samples from a different geographical location. In Chapter 3, the metals adsorption to soil constituents caused expressive changes in soil spectral curves, showing spectral differentiation between highly contaminated soil and soils that are relatively contaminant-free. The results indicate that the Cr pseudo-total content can be predicted by spectroscopy reflectance with both sensors data. Fe and Mn also can be predicted accuratley by vis-NIR. The vis-NIR models outperformed the mid-IR. Besides these results, the vis-NIR instrument has less complicated sample and can be used directly in the field using portable spectrorradiometers. / Para o planejamento agrícola e o monitoramento ambiental são necessárias informações sobre os solos. As análises de solos realizadas através de métodos convencionais em laboratório são normalmente caras e demoradas. Além disso, geram resíduos químicos que caso não sejam dispostos e/ou tratados adequadamente, podem contaminar o ambiente. Nas últimas décadas a espectroscopia de reflectância difusa na região do visível e infravermelho próximo (vis-NIR, 400-2500 nm) do espectroeletromagnético tem se mostrado uma alternativa viável para analisar atributos de solo de maneira rápida. Para tanto, a informação espectral é matematicamente extraída do espectro e métodos multivariados são usados afim de correlacioná-la com as propriedades do solo. Entretanto, ainda são poucos estudos de solos em que a espectroscopia de reflectância na região do infravermelho médio (mid-IR, 4000-400 cm-1) foi usada. Objetivaram-se com este trabalho investigar a viabilidade da utilização de dados espectrais vis-NIR e mid-IR de solos e métodos quimiométricos para predizer as propriedades dos mesmos, a fim de reduzir o número de análises convencionais de terra. As relações existentes entre características espectrais e propriedades físico-químicas de solos tropicais foram avaliadas em três estudos distintos com solos (i) de uma biblioteca espectral (Capítulo 1), (ii) da região amazônica (Capítulo 2) e, (iii) contaminados com metais pesados e lodo de curtume (Capítulo 3). Foi possível identificar faixas espectrais nas regiões do vis-NIR e mid-IR relacionadas às feições de absorção características da água, óxidos de ferro e minerais de argila. No capítulo 1 os modelos de predição vis-NIR de argila e matéria orgânica do solo apresentaram elevada acurácia. Isto reflete a influência direta destas propriedades do solo na sua resposta espectral. A divisão da biblioteca espectral em subgrupos menores baseada nas características espectrais foi eficiente na quantificação de atributos de solos tropicais. Outra alternativa foi usar o método de regressão de árvores para o conjunto total de dados. No capítulo 2, os modelos de predição mid-IR foram mais precisos que os vis-NIR. Os modelos de carbono orgânico do solo e capacidade de troca catiônica obtidos pela regressão pelo método dos mínimos quadrados parciais permitiram a reprodução do padrão espacial destas propriedades na área estudada (r > 0.81); e puderam ser aplicados em uma área geográfica diferente, em amostras de solos desconhecidas. No capítulo 3, a adsorção de metais em constituintes dos solos provocou mudanças nas curvas espectrais dos mesmos, mostrando diferenças entre solos altamente contaminados por metais pesados e solos livres de contaminação. Os teores de Cr (semi-total) no solo pode ser predito através da espectroscopia de reflectância vis-NIR-mid-IR e regressão por mínimos quadrados parciais. Fe e Mn também foram preditos com acurácia usando dados vis-NIR. Em geral, os modelos de predição vis- NIR de metais pesados foram mais precisos que o mid-IR. A vantagem da utilização do sensor vis-NIR está no preparo mais simples de amostras e na possibilidade de utilizá-lo diretamente no campo.

[pt] Os problemas de instabilidades de poços geralmente ocorrem quando camadas de folhelhos são perfuradas. O processo de instabilidade de poços é o resultado de fenômenos mecânicos e físico-químicos. As instabilidades mecânicas podem ser prevenidas e controladas mediante a otimização do peso do fluido de perfuração. Diferente destas, as instabilidades físico-químicas são dificilmente controláveis e mais complexas, pois além de possuírem várias variáveis, dependem do tempo. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo analisar e compreender os casos de instabilidade do poço através de uma metodologia que integre os resultados de campo e análises em laboratórios a fim de propor fluidos economicamente mais viáveis e competentes que atuem na estabilidade físico-química em trechos de folhelho. Primeiramente são identificados os problemas de instabilidade de um poço (estudo de caso) e seus possíveis agentes causadores através das análises de Boletim Diário de Perfuração (BDP), dados de perfis e análise de estabilidade considerando o modelo elástico. Com base nos problemas identificados, são propostos fluidos hipotéticos de solução salina. Em seguida, amostras de testemunho do poço são coletadas, caracterizadas e analisadas em laboratório com o objetivo de obter os parâmetros de transporte de massa quando estas são submetidas aos fluidos hipotéticos. Por fim, são geradas as análises de estabilidade considerando efeitos físico-químicos conforme tempo de exposição aos fluidos salinos hipotéticos a fim de garantir a otimização do projeto do fluido de perfuração e a estabilidade do poço no processo de perfuração. / [en] Wellbore instability problems usually occur when shale rocks are drilled. The process of wellbore instability is the result of mechanical and physicochemical effects. Mechanical instabilities can be prevented and controlled by optimizing the weight of the drilling fluid. On the other hand, physicochemical instabilities are more complex and difficult to control, because aside from having several variables, they are time-dependent. In this sense, this work has the objective of analysing and understanding the wellbore instability through a methodology that integrates the field results and laboratories analyses in order to propose competent and economically more viable drilling fluids to act in the physicochemical stability in shale stretches. First, the instability problems of a study case and its main causative agents are identified through Drilling Daily Report analyses, profile data and stability analyses considering the elastic model. Based on the problems identified, hypothetical saline fluids are proposed. Then, well samples are collected, characterized and analysed in laboratory in order to obtain its mass transporting parameters when samples are submitted to hypothetical fluids. Finally, stability analyses is performed considering physicochemical effects according to the exposure time to hypothetical saline fluids in order to guarantee the optimization of the drilling fluid design and the stability of the well in the drilling process.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Luciane M Soares.pdf: 1356785 bytes, checksum: 08654c7f08e5db11d8746af3551cd3ed (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work investigates the effect by partial replacement of nanosilica (nS) of Portland cement on the mechanical, physical, chemical and microstructural Portland cement mortar properties. For better understanding of the effects and a more detailed analysis of the results, the 33-1 fractional factorial design to design of experiments was used with three factors, each at three levels: nS content cement replacement (1, 2 and 3wt. %), water/cement ratio (1.1, 1.4 and 1.7 weight) and the aggregate/cement ratio (7.04 factor, 8.53 and 10.05 weight). The processing of the nine mortar mixtures was performed according to standards of the manufacture of such construction materials (composition, mixing, molding, curing and specimen preparation). Mechanical properties were evaluated in the fresh state (flow table) and in the hardened state (compressive strength at 7, 28 and 90 days of curing). In order to correlate the compressive strength with the microstructural characteristics, physic, chemical and microstructural characterization was performed. X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), thermal (TG/DTA) and scanning electron microscopic with energy-dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDS) analyses were used on selected samples. The use of fractional factorial design and the response surface methodology was found to be in the design the experimental and statistical analyses. The addition of nS affects the mechanical properties of mortars, both in the fresh, and in the hardened state. Materials with adequate workability for use in construction industry (consistency of 230 ± 10 mm) and high compressive strength after 7 (≥ 3 MPa) and 28 days of curing (≥ 6 MPa) were obtained with the following composition: 1.5 wt. % nS, 1.3 water/cement ratio and aggregate/cement ratio kept constant of 10.1. The physical-chemical and microstructural characterization showed that nS contributes to improve the packing of the amorphous calcium silicate hydrate (C-S-H) and crystalline phases matrix and aggregate. Moreover, nS participates in the hydration reactions of Portland cement due to its reaction with calcium hydroxide. Thus, a more cohesive matrix and less calcium hydroxide contributes to lower porosity, thus reducing permeability, which contributes for better durability of the mortars containing nS. / Este trabalho investiga o efeito da substituição parcial de cimento Portland por nanosílica (nS) nas propriedades mecânicas, físico-químicas e microestruturais de argamassas de cimento Portland. Para melhor compreensão dos efeitos e uma análise mais detalhada dos resultados, foi usado o planejamento fatorial fracionado 33-1 para projeto dos experimentos. No projeto foram utilizados três fatores, cada qual em três níveis: o teor de nS em substituição ao cimento (1%, 2% e 3% em massa), a proporção de água/cimento (1,1; 1,4 e 1,7 em massa) e o fator agregado/cimento (7,04; 8,53 e 10,05 em massa). O processamento das nove misturas de argamassas foi realizado de acordo com as normas de fabricação desses materiais de construção civil (pesagem, mistura, moldagem, cura e preparação de corpos de prova). Propriedades mecânicas foram avaliadas no estado fresco (índice de consistência) e no estado endurecido (resistência mecânica à compressão em 7, 28 e 90 dias de cura). Com o objetivo de correlacionar a resistência à compressão com as características microestruturais, foi realizada a caracterização físico-química e microestrutural, por meio de análises de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análises térmicas (TG) e análise térmica diferencial (ATD) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) em amostras selecionadas. O uso do projeto fatorial fracionado se mostrou eficiente para o planejamento experimental e análises estatísticas juntamente com o uso da metodologia de superfície de resposta. A adição de nS nas argamassas afeta as propriedades mecânicas das argamassas, tanto no estado fresco, como no endurecido. Materiais com trabalhabilidade adequada para uso na construção civil (índice de consistência de 230 ± 10 mm) e elevada resistência à compressão após 7 (≥ 3MPa) e 28 dias de cura (≥ 6 MPa) foram obtidas com as seguintes composições: 1,5% de nS, 1,3 água/cimento e 10,1 agregado/cimento. A caracterização físico-química e microestrutural mostrou que a nS contribui para melhorar o empacotamento da matriz formada pelo silicato de cálcio hidratado amorfo (C-S-H), fases cristalinas e os agregados. Além disso, a nS participa das reações de hidratação do cimento Portland, por meio do consumo de hidróxido de cálcio. Dessa forma, uma matriz mais coesa e menos hidróxido de cálcio contribui para uma menor porosidade, reduzindo a permeabilidade, que se traduz numa melhor durabilidade das argamassas contendo nS.

O tratamento de águas residuárias industriais, submetido constantemente a cargas de choque, é pouco estudado no Brasil, sendo limitado o grau de conhecimento que se tem no mundo sobre os mecanismos de remoção de disruptores endócrinos nos sistemas de tratamento físico-químicos e biológicos. O presente trabalho traz um estudo de caso, envolvendo uma indústria com uma composição de produtos muito diversificada, com despejos líquidos de unidades isoladas de qualidades diversas e que tem como uma das principais matérias-primas, nonil fenóis, conhecidos disruptores endócrinos. Os mecanismos de remoção de carga orgânica e a avaliação da toxicidade da água residuária ao processo biológico de tratamento foram estudados em escala de laboratório, enquanto que a sua tratabilidade por coagulação, floculação, flotação com ar dissolvido seguido de sistema de lodos ativados, em escala piloto. Avaliou-se, também, a aplicabilidade do tratamento biológico com carvão ativado em pó. A grande variação qualitativa e quantitativa da água residuária bruta requer uma unidade de equalização com tempo de detenção de pelo menos 30 horas. O maior responsável por esta variação de qualidade é o processo da unidade química, cujo efluente é proveniente de lavagens de tanques e reatores. Apesar da reduzida eficiência de remoção de DQO obtida com a coagulação, floculação e flotação com ar dissolvido (20 a 30%), constatou-se que este tratamento é essencial para a redução da toxicidade ao processo biológico. A dosagem de coagulante e o pH ótimos variam conforme a característica do despejo e devem ser determinadas diariamente. No sistema biológico, observou-se uma remoção significativa da DQO do efluente bruto gerado na indústria, não apenas por biodegradação, mas também por volatilização e adsorção. Os testes de bancada evidenciaram remoções de DQO por arraste com ar de 47 a 77 % e por adsorção no lodo biológico, de 42%. Apesar dos constantes choques de carga orgânica e de poluentes tóxicos, conseguiu-se atingir o estado estacionário com variações máximas da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração entre 20 e 30%. Neste período, a idade do lodo situou-se em torno de 25 a 30 dias e o tempo de detenção hidráulico foi de 3,8 dias. A eficiência média de remoção de DQO neste período foi de 86%. Os testes com a unidade piloto demonstraram que a utilização de carvão ativado em pó (CAP) produz resultados satisfatórios, comprovando a redução de poluentes tóxicos da água residuária e refletindo em uma significativa melhora na biodegradabilidade do efluente, com aumento da concentração de sólidos em suspensão voláteis no tanque de aeração (de 1380 mg/L para 3820 mg/L) e redução da amplitude de variação da DQO do efluente tratado que passou de 600 a 3200 mgO2/L para o sistema sem CAP para 300 a 600 mgO2/L para o sistema com CAP. Notou-se, também, com a adição de CAP, melhoria na sedimentação do lodo. Pode-se concluir também que o sistema de tratamento atendeu a legislação atual do Estado de São Paulo, com uma remoção média de 80% da DBO5. / Wastewater treatment systems continuously receiving shock loads and the behavior of contaminants under unsteady state conditions are not very well documented in our country, with limited degree of knowledge in the world on the removal of specific pollutants like endocrine disrupting chemicals (EDC) in physical chemical and biological wastewater treatment systems. The present work brings a case study regarding an industry which wastewaters were generated from plants with multiproducts and campaign production with variable composition, and with nonylphenols as one of their raw materials which is known as an endocrine disrupting chemical. The organic load and toxicity removal mechanisms of the wastewater to the biological treatment were studied in bench scale whilst their treatability was evaluated through coagulation, flocculation, dissolved air flotation followed by activated sludge, in pilot scale. The feasibility of the addition of powdered activated carbon to the biological system was also studied. The large qualitative and quantitative variability of the wastewater requires an equalization time of at least 30 hours. The main responsible for this variability in quality is the chemical unit process which wastewaters are originated from reactors and tanks cleanings. Although the low efficiency in COD removal obtained with coagulation, flocculation and dissolved air flotation (20 to 30%), it was found that this process is essential to the toxicity reduction for the biological process. Optimum pH and coagulant dose vary with the wastewater characteristics, and must be determined on a daily basis. On the biological system, it was observed important raw wastewater COD elimination not only through biodegradation, but also through volatilization and adsorption. Bench tests revealed COD elimination of 47 to 77% by air stripping and 42% by adsorption onto the biological sludge. Despite of constant organic and toxic shock loads, it had been possible to reach the steady state during which the maximum variation on the volatile suspended solids concentration was 20 to 30%. During this period, sludge age was around 25 to 30 days, and the hydraulic detention time was 3,8 days. Average efficiency on COD removal in this period was 86%. Tests results with PAC dosage on the pilot plant showed satisfactory, proving the reduction of toxic compounds from the wastewater and resulting in biodegradability improvement. The increase of volatile suspended solids in the aeration tank was from 1380 mg/L to 3820 mg/L, and reduction in the range of variation of remaining treated water COD from 600 to 3200 mgO2/L (system without CAP) down to 300 to 600 mgO2/L (system with CAP). The improvement on the sludge sedimentation with PAC addition was also remarkable. One can also conclude the treatment system attained the current legislation of the State of São Paulo, with 80% BOD5 removal.

Submitted by Lúcia Brandão (lucia.elaine@live.com) on 2015-07-15T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:48:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-20T15:54:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T15:54:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Cristiane Daliassi Ramos de Souza.pdf: 2429333 bytes, checksum: 3abea0012ee786e4320f226b2f591475 (MD5) Previous issue date: 2012-11-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Jatropha curcas L. is a vegetable species that supplies great amount of oil, but due to its toxicity cannot be used to feed human beings. It is a promising alternative for Biodiesel production. This Thesis had the purpose of perform analytic, thermal and energy studies for the oil extracted from oleaginous species Jatropha curcas L., cultivated in the State of Amazonas. The study was also done for byproducts such as fruit peels, seed peels and the cake originated by biofuel productive chain. To reach the proposed objective, the experimental activities were started with the sampling of the whole fruits in a plantation located in Itacoatiara city-Amazonas. Six independent samplings were done in different months and all the samples were submitted to physical characterization to evaluate size and weight for all parts of the fruit. The process to obtain the oil was done by two methods: mechanical extraction and chemical extraction (Soxhlet system). The chemical extraction was performed for all available samples and the best efficiency was the 50.21%, although all the extractions have presented good results (43-48%). The mechanical process was just performed for the 2010 crop presenting a satisfactory efficiency (33.14%). Then, the oil extracted by the two processes was characterized by several physical-chemical parameters. The oxidative stability by Rancimat was measured for the oils and the result was around 12 hours, this value is considered satisfactory when compared with other species. The fatty acid profile was analyzed by gas chromatography, which indicated the presence of higher concentrations of oleic and linoleic acids. The palmitic, stearic, arachidic and palmitoleic acids were also detected, however in smaller concentrations. The evaluation for thermal and energy potential was done for the oil and byproducts using TG/DTA, immediate analysis and superior heat power techniques. The results of thermal analysis for the oils obtained by chemical and mechanical extraction indicated thermal stability temperature about 180 and 217°C, respectively. Energy evaluation for byproducts was done by immediate analysis and high values for volatile materials were found (65-78%). These values characterize a fuel that can be easy and quickly burned during the combustion process. The results of PCS for the obtained oils presented high values (34-39 MJ/kg), which are close to the ones measured for diesel. For the byproducts, the results were between 17 and 21 MJ/kg, close and even superiors to the literature values for other agricultural residues showing, therefore, great applicability for use in energy generation processes. Finally, reactions with the Jatropha curcas L. oil were made to obtain biofuels through the methylic and ethylic transesterification and thermal cracking. The results for transesterification process were excellent, with efficiency above 90%, however, the physical-chemical evaluation showed that the methylic Biodiesel was the only one in conformity with the Resolution 14/2011 from ANP. A satisfactory efficiency of 75% was obtained for bio-oil. / O pinhão manso é uma espécie vegetal que fornece grande quantidade de óleo e por sua toxidade não pode ser usado na alimentação humana, podendo se transformar em uma alternativa promissora na produção de Biodiesel. Esta Tese teve a finalidade de realizar um estudo analítico, térmico e energético do óleo extraído da espécie oleaginosa pinhão manso (Jatropha curcas L.), cultivada no Estado do Amazonas, assim como dos co-produtos, tais como, cascas do fruto, cascas da semente e torta, presentes na cadeia produtiva de biocombustíveis. Para atingir o objetivo proposto, as atividades experimentais foram iniciadas com a coleta dos frutos na plantação localizada em Itacoatiara-AM. Foram feitas seis coletas em diferentes meses e todas as amostras foram submetidas à caracterização física avaliando o tamanho e a massa para todas as partes do fruto. Em seguida realizou-se o processo de obtenção do óleo, utilizando dois métodos, a extração mecânica e a extração com solvente (Método Soxhlet). A extração com solvente foi realizada para todas as amostras coletadas e o melhor rendimento obtido foi de 50,21%, apesar de ter obtido bons resultados em todas as extrações (43-48%). O processo mecânico foi realizado apenas com o lote da safra de 2010 apresentando um rendimento satisfatório (33,14%). Posteriormente, o óleo extraído foi caracterizado por diversos parâmetros físico-químicos. A estabilidade oxidativa por Rancimat foi realizada para o óleo do pinhão manso ficando em torno de 12 horas, um valor considerado satisfatório quando comparado com outras espécies. O perfil de ácidos graxos foi analisado por cromatografia gasosa, o qual indicou a presença de altas concentrações dos ácidos oléico e linoléico. Os ácidos palmítico, esteárico, araquídico e palmitoléico também foram detectados, porém em concentrações menores. A avaliação do potencial térmico e energético foi realizada para o óleo e os co-produtos utilizando as técnicas de TG/DTA, análise imediata e PCS. Os resultados da análise térmica dos óleos, obtidos via extração química e mecânica, indicaram uma temperatura de estabilidade térmica em torno de 180C e 217C, respectivamente. Na avaliação energética dos co-produtos realizada pela análise imediata houve destaque para o teor de materiais voláteis, que apresentou valores elevados (65-78%), o que caracteriza um combustível mais fácil e rapidamente queimado durante o processo de combustão. Os resultados do PCS para os óleos obtidos apresentaram valores elevados (34-39 MJ/kg) e próximos ao diesel. Para os co-produtos, os resultados ficaram entre 17 e 21 MJ/kg, próximos e até superiores aos valores reportados na literatura para outros resíduos agrícolas mostrando, portanto grande aplicabilidade para utilização em processos de geração de energia. Por fim foram realizadas reações com o óleo de pinhão manso para obter biocombustíveis através da transesterificação metílica e etílica e do craqueamento térmico. Os resultados da transesterificação mostraram-se excelentes, com rendimentos acima de 90%, entretanto a avaliação físico-química mostrou que apenas o Biodiesel metílico ficou em conformidade com a Resolução 14/2011 da ANP. O Bio-óleo obteve um rendimento satisfatório (75%).

Neste trabalho foram desenvolvidos e avaliados sistemas integrados de fotodegradação de material orgânico precedendo a determinação voltamétrica, em batch e em fluxo, de metais pesados em níveis de traço, em amostras de água e outras matrizes. Em particular, pela primeira vez, foi proposto, para a abertura das amostras, o método da degradação fotocatalítica mediada por TiO2 (Degussa P-25, via de regra 0,1% em peso) em suspensão. O quelato Cd(II)-EDTA atuou como sistema modelo nesta investigação baseada na recuperação do sinal voltamétrico do metal, inicialmente suprimido, através da parcial ou total destruição do ligante orgânico. Mostrou-se que a degradação fotocatalítica permite acelerar significativamente o processo, especialmente na presença de scavengers de elétrons, como O2 e a temperaturas acima da ambiente. Além disso, o maior aproveitamento da região próxima ao visível do espectro de emissão das lâmpadas, proporciona uma serie de vantagens práticas, como o uso de bobinas de PTFE, no lugar das de quartzo, para a exposição das amostras à radiação ou o emprego de lâmpadas de fluorescência no lugar das de vapor de mercúrio. Observou-se que a presença de partículas de TiO2 não afeta significativamente o sinal polarográfico (NPP) e voltamétrico (ASV) do Cd(II), apesar da deposição de certa quantidade deste óxido na superficie do eletrodo, ocasionando redução na sobretensão de H2 em meio ácido. Para metais com potencial redox menor que o Cd(II), a troca de eletrólito (em fluxo) representa uma elegante solução para contornar o problema. Já, fenômenos de adsorção do analito na superfície do TiO2, observado com Pb(II) mas não com Cd(II), puderam ser prevenidos no caso do Pb(II) com o uso de eletrólitos com pH<2. Examinou-se amplamente a operação em fluxo monosegmentado (MSFA), em sistemas integrados de injeção, fotodigestão, remoção de bolhas, desoxigenação, pré-concentração na superfície do EGPM e determinação, após eventual troca do eletrólito até níveis de Cd(II) da ordem de &#181;g L-1 e excessos de EDTA de até 1:500. Em particular, avaliou-se sistematicamente o uso de adaptadores FIA-EGPM. Estes estudos serviram de base para a idealização e a montagem de um sistema mecanizado prático e compacto, com operação de rotina controlado por software. Aplicações iniciais a alguns tipos de amostras ou matrizes reais (enriquecidas com padrão de Cd(II) e outros metais) que se seguiram ao aprofundado estudo do sistema modelo demonstraram a potencialidade da técnica, que passa a constituir atraente alternativa a ser considerada num leque de aplicações reais. / The present work aimed to develop and assess integrated devices for the photodegradation of organic matter prior to the voltammetric determination of trace heavy metals in water samples as well as in other matrixes, in batch and flowing systems. In particular, for the first time, for the sample digestion step a TiO2-mediated photocatalytic degradation method is proposed. This is based on the use of suspensions of Degussa P-25 TiO2, usually 0.1% w/w in the samples to be treated. The chelate Cd(II)-EDTA acted as a model system in investigations in which the voltammetric signal, suppressed at first, was recovered upon partial or total destruction of the organic ligand. Significant process enhancement speed is obtained with the photocatalytic degradation, especially in the presence of electron scavengers, such as dissolved O2, and at temperature above ambient values. In addition to this, thanks to this UV-TiO2-mediated method, it is possible not only to make use of a broader portion of the radiation but also to benefit from other advantages, such as the use of PTFE rather than quartz for the manufacture of the reactor coil and the utilisation of fluorescent lamps instead of mercury ones. It was observed that the presence of colloidal particles of TiO2 does not significantly affect the polarographic (NPP) nor the voltammetric (ASV) Cd(II) signal, even if a small amount is deposited onto the electrode surface. This causes the reduction of the H2 overvoltage in acidic medium. For metals with redox potential lower than cadmium\'s, the electrolyte exchange under flowing conditions represents an elegant way to overcome the problem. Phenomena of analyte adsorption on TiO2, observed for Pb(II) but not for Cd(II), were prevented in the case of Pb(II) bu operating at pH lower than 2. Monosegmented Flow Analysis systems (MSFA), integrating the injection, photodigestion, bubbles removal, degassing, preconcentration on the HMDE, determination and electrolyte exchange (as needed) steps, were thoroughly examined for Cd(II) levels of as little as few &#181;g L-1 in the presence of EDTA 1:500 (w/w). More notably, a number of FIA-MDE adaptors were systematically assessed. The investigations resulted in the design and construction of a practical and compact mechanised system, controlled by software, for routine analysis. Some applications on real samples or spiked real matrixes have shown the potentials of the technique which seems to represent an attractive alternative for a wider range of real applications.

A isotretinoína (ácido-13-cis-retinóico) é uma substância derivada da vitamina A. É indicada no tratamento de formas graves de acne nódulo císticas e resistentes a terapias anteriores. É uma substância termo e fotossensível, que requer cuidados especiais na formulação, produção e acondicionamento. Como atualmente existem várias preparações comerciais contendo essa substância, é importante que se estudem e validem métodos analíticos para sua determinação quantitativa, que possam ser aplicados no controle de qualidade destas formulações. O objetivo da pesquisa foi, portanto, a caracterização e a determinação quantitativa da isotretinoína, e avaliação do comportamento desta substância em três formulações farmacêuticas comercializadas no Brasil. Esta análise comparativa foi realizada através das técnicas de difração à laser, microscopia de luz polarizada, termogravimetria, e calorimetria exploratória diferencial, para caracterizar, respectivamente, a distribuição do tamanho de partícula e comportamento térmico. Não foi encontrada diferença entre o comportamento térmico das três amostras, mas na medida do tamanho de partícula, houve uma grande variação entre duas das três amostras. O tamanho de partícula é um fator conhecido que altera a absorção de moléculas no trato-gastrintestinal, podendo haver conseqüências na segurança e eficácia do produto. Foi desenvolvida e validada uma metodologia, para determinação quantitativa da isotretinoína nessas três amostras estudadas, um método de cromatografia líquida de alta eficiência, rápido e simples, empregando detector no UV. Duas das amostras ultrapassaram o limite de isotretinoína de 90 - 110% especificado pela Farmacopéia Americana. A apresentação, controle de qualidade e a caracterização de formulações farmacêuticas são importantes para assegurar a qualidade do produto final. Embora a cromatografia, análise térmica e determinação do tamanho de partícula sejam utilizadas pelas indústrias farmacêuticas, o tamanho de partícula ainda não é uma especificação definida pelas farmacopéias. Isso mostra a importância de futuras pesquisas, determinando o efeito dessas variações encontradas, possibilitando o estudo comparativo, entre a qualidade de produtos contendo isotretinoína em pacientes através de testes de bioequivalência. / Isotretinoin (13-cis retinoic acid), a vitamin A derivative is indicated for the treatment of several forms of acne, cystic nodules resistant to other therapies and also acts as an inhibitor of at proliferation neoplasic cells. It is a thermolabile substance, light and air sensitive and these physicochemical properties impose special cares in the formulation, development and packaging to avoid the isotretinoin degradation. Currently some preparations available on the stores contain this substance and it is important to study and validate quantitative methods to determine the quality control of these formulations. The purposes of research were to characterize, to determine quantitatively the isotretinoin and check the behavior of this substance in three pharmaceutical formulations available on the Brazilian stores. This comparative analysis was performed by laser diffraction/polarized light microscopy, thermogravimetry and differential scanning calorimetry techniques in order to characterize, respectively, the particle size distribution and the thermal behavior. The thermal stability was found to be none a variable parameter, the isotretinoin average particle size was significantly different in 2/3 formulations. Interestingly, the particle size is a facto r known to affect the absorption of the molecules from the gastrointestinal tract and, therefore, may have consequences for the safety and the efficiency of the product. Its was also developed and validated one analytical method for quantitative determination of isotretinoin in these three samples. A simple and rapid method using an isocratic high performance liquid chromatography and UV detection was developed. The average isotretinoin content of two ranged outside the 90 -110% date showed into United States Pharmacopeia specifications. Eventually, the design, the quality control and the characterization of the pharmaceutical formulations are important to ensure the quality of the final product. Although the chromatography, thermal and particle size analysis were currently used in the pharmaceutical industry, the particle size is not a specification stated in the pharmacopeias and should be considered with more interest. It would seem important; therefore, that future research determines the full effect of particle size variation and a comparative study with pharmaceutical quality of isotretinoin products on patient exposure to isotretinoin by comparative bioequivalence testes.

Neste trabalho realizaram-se provas de identificação qualitativa e quantitativa do nitrato de econazol (matéria-prima); ensaios de caracterização térmica do nitrato de econazol, excipientes e formulação farmacêutica (creme), assim como desenvolvimento de metodologia analítica específica e seletiva para a quantificação do nitrato de econazol na formulação farmacêutica de creme. A caracterização térmica dos excipientes foi realizada usando-se a Termogravimetria (TG). Para a caracterização térmica do nitrato de econazol e da formulação foram empregadas a Termogravimetria, a Termogravimetria Derivada (TG/DTG) e a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Na caracterização térmica da formulação foram identificados e quantificados dois tipos de água com interações diferentes com a matriz. No desenvolvimento da metodologia específica utilizou-se a eletroforese capilar em zona, método linear com concentrações entre 80 e 120 &#181;g mL-1, com coeficiente de correlação de 0,9995; precisão calculada como desvio padrão relativo (DPR) menor de 2%; exatidão do método comprovada mediante teste de recuperação, obtendo-se valores de 100&#177;2,5%; limites de detecção e quantificação 1,853 &#181;g.mL-1 e 5,617 &#181;g.mL-1, respectivamente, comprovando-se também que o método é robusto. No desenvolvimento da metodologia seletiva foram usadas a cromatografia líquida de alta eficiência com eluição em gradiente (CLAE) e a eletroforese capilar pelo método da cromatografia eletrocinética micelar (MEKC). Nestes métodos foram separados o nitrato de econazol, as impurezas relatadas na literatura do nitrato de econazol (4-álcool clorobenzílico, alfa-2,4-diclorofenil-1 H¬imidazol-1-etanol) e os conservantes presentes na formulação (metilparabeno e propilparabeno). O método seletivo desenvolvido por CLAE foi linear para todas as moléculas, com coeficientes de correlação maiores de 0,99. A precisão calculada para o nitrato de econazol como DPR foi menor de 2%; a exatidão para o nitrato de econazol foi comprovada mediante teste de recuperação, obtendo-se valores de 100&#177;2%; comprovou-se também que o método é robusto e que poderia ser aplicado para a quantificação de cada um destes cinco compostos. No método seletivo desenvolvido por MEKC se obteve tempo menor em comparação ao método por CLAE. / In this work, were performed qualitative and quantitative identitication econazole nitrate (raw material); thermal characterization of econazole nitrate, excipients and formulation (cream). There also were developed and validated specific and selective analytical methodology for quantitative determination of econazole nitrate in creams. The thermal characterization of drug product excipients was performed using the Thermogravimetry (TG). For the thermal characterization of econazole nitrate drug and their formulation were used the Thermogravimetry, Derivative Thermogravimetry (TG/DTG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). From cream formulation were identified and quantified two kinds of water which have different interactions with matrix. As regards lo developing of specific methodology was used the capillary zone electrophoresis (CZE). The method was linear, with a correlation coefficient of 0.9995 in the concentration range of 80 to 120 &#181;g.mL-1 of econazole nitrate, precision calculated as relative standard deviation (RSD) was less than 2%, accuracy calculated percentage of recovery for commercial sample was of 100 &#177; 2.5%, detection and quantitation limits were 1.853 &#181;g.mL-1 and 5.617 &#181;g.mL-1, respectively. The CZE method showed to be robust. For developing of selective methodology were used high performance liquid chromatography (HPLC) with gradient elution, and micellar electrokinetic chromatography (MEKC) methods. Econazole nitrate, related impurities the drug (4-Chlorobenzyl alcohol, alpha-2,4-dichlorophenyl-1H - imidazole-1-ethanol) and preservatives (methylparaben, propylparaben) present in the drug product were separated. The HPLC method was linear for all analytes, the correlation coefficients were higher than 0.99. The precision for nitrate econazol in terms of RSD was less than 2%, the percentage of recovery for commercial sample of econazole nitrate was 100&#177;2%, the method is robust and could be applied for the quantitation of the five substances cited above. With the MEKC method developed the five substances were separated less time comparated with HPLC method.