Este trabalho apresenta o desenvolvimento da tese intitulada: Estudo, em escala de laboratório, do uso de argilas do tipo Bofe na obtenção de argilas organofílicas e ativadas. Argilas do tipo esmectítico são as de maior utilização industrial, sendo considerada a mais interessante das argilas industriais. Todavia em diversos casos faz-se necessário submetê-las a tratamentos químicos para desenvolver suas potencialidades. Para o desenvolvimento da tese foram utilizadas quatro amostras de argilas do tipo Bofe, provenientes de jazidas localizadas no município de Boa Vista, PB. Esse tipo de argila, apesar de ser bastante abundante, possui baixo valor econômico dada a dificuldade de obter produtos com propriedades adequadas a partir delas. Neste estudo utilizamos dois tipos de tratamentos, para verificar a potencialidade destas argilas, que foram: ativação ácida e organofilização. Para ativação ácida, foi utilizado o ácido clorídrico com diferentes tempos de reação, variando de uma hora até sete dias e com estas amostras avaliou-se o poder descorante em óleo de soja. Para a organofilização foram utilizados três sais quaternários de amônio e com as argilas organofílicas obtidas realizou-se teste de sorção em solventes orgânicos. Os resultados obtidos indicam que o tratamento ácido em argilas, com tempos de reação muito longos, promove destruição significativa da estrutura do argilomineral esmectítico. As argilas na sua forma natural apresentaram, no descoramento de óleo de soja, comportamento superior ao de argilas industriais ativadas de alto desempenho o que potencializa o uso das argilas tipo Bofe como materiais descorantes naturais (terras fuller). Em relação à organofilização, observou-se a eficiência no tratamento aplicado, visto o aumento do espaçamento interplanar, medido por difração de raios-X e da alta capacidade de sorção de óleo Diesel e Tolueno dos materiais organofílicos obtidos. / This work present the development of the entitled thesis: Study, at laboratory scale, of the use of the Bofe type clay to obtain organophillic and activated clays. Clays of the smectite type are of the bigger industrial use, being considered most interesting of the clay minerals. However, becomes necessary to submit it to chemical treatments for develop its potentialities. For the development of the research four samples of clay from the Bofe type had been used, proceeding from deposits located in areas near to the city of Boa Vista, PB. This type of clays, in spite of they be quite abundant, possess low economic value because the difficulty to obtain products with adequate properties starting from them. In this study to verify the potentiality of these clays we used two types of treatments. Those treatments were: acid activation and organophillic modification. For the acid activation treatment, hydrochloric acid was used with different times of reaction, varying from one hour up to seven days and with the obtained samples the fade power was evaluated in soy oil. To the organophillic modification treatment three quaternary ammonium salts were used. With the samples of the treated clays were made sorption in organic solvents tests. The obtained results indicate that the acid treatment in clays, with very long times of reaction, promotes significant destruction of the structure of the smectite clay mineral. Clays in its natural form presented, in the soy oil fade, superior behavior to the one of industrial activated clays of high performance, that indicates the potential of use of the type Bofe clays as natural bleacher material (fuller\'s earth). In relation to the organophillic modification, it was observed efficiency in the applied treatment, seen the increase of the interplane spacing, measured by X ray diffraction and the high capacity of sorption of Diesel oil and Toluene of the gotten organophillic materials indicating its potential of use in the sorption of hydrocarbons.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-22T17:50:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 958077 bytes, checksum: 6b38e92e4f95c0a3db36817664c0e883 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T17:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 958077 bytes, checksum: 6b38e92e4f95c0a3db36817664c0e883 (MD5) Previous issue date: 2004-02-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O presente trabalho é parte do projeto integrado de tratamento de esgoto e agricultura irrigada do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa (DEA/UFV) e foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho de sistemas de irrigação por gotejamento utilizados na aplicação de esgoto sanitário de lagoa de maturação, bem como identificar os principais fatores de obstrução de gotejadores e verificar a eficiência do tratamento químico na prevenção do entupimento destes. Este trabalho foi realizado na Estação-Piloto de Tratamento de Esgoto (EPTE), localizada numa das áreas experimentais do DEA/UFV, em Viçosa, Minas Gerais. A EPTE foi abastecida com esgoto sanitário bruto de um conjunto residencial, que recebeu tratamento em três etapas. A primeira consistia na remoção dos sólidos de elevada massa específica, por meio de um desarenador. Em seguida, o esgoto sanitário foi disposto sobre faixas cultivadas com capim Tifton 85, para redução da sua carga orgânica. Após o tratamento secundário, o esgoto sanitário foi lançado em lagoa de maturação, com a finalidade de remover os agentes patogênicos presentes. O esgoto sanitário dessa lagoa abasteceu dois sistemas de irrigação por gotejamento, um montado em campo fertirrigando cafeeiros e o outro montado sobre uma plataforma de testes, construída ao lado da lagoa. Durante o período de ensaio, foram realizadas análises físicas, químicas, microbiológicas e hidrobiológicas do esgoto sanitário da lagoa de maturação. O sistema de irrigação montado em campo constou de um filtro de membrana automático autolimpante de 550 mesh e de gotejadores do modelo G1 (não-autocompensante). Fizeram-se quatro avaliações da uniformidade de aplicação de água, nos tempos de funcionamento de 0, 50, 100 e 120 horas, verificando-se, também, a eficiência de remoção dos sólidos suspensos pelo elemento filtrante. O sistema de irrigação montado sobre a bancada de testes constou de quatro unidades de irrigação, cada uma com os modelos de gotejadores: M1 (não-autocompensante), M2 (autocompensante) e M3 (não-autocompensante); todas com filtração comum em filtro de disco de 120 mesh. As unidades de irrigação receberam os seguintes tratamentos: T1, sem aplicação de produtos químicos; T2, com acidificação (pH 6,6) e cloração (0,4 mg L -1 de cloro residual livre); T3, com acidificação (pH 6,6) e cloração (1,0 mg L -1 de cloro residual livre); e T4, com acidificação (pH 6,6) e cloração (1,9 mg L -1 de cloro residual livre). Os produtos químicos foram aplicados por uma hora, a cada 35 horas de funcionamento das unidades de irrigação. As avaliações da uniformidade de aplicação de água foram realizadas a cada 80 horas de funcionamento das unidades de irrigação. Durante o período de ensaio, realizou-se um teste para verificação da eficiência de remoção dos sólidos suspensos pelo elemento filtrante do filtro de disco. As unidades de irrigação funcionaram por um período de 560 horas. Decorrido esse tempo, foram retiradas amostras dos gotejadores para análise, em laboratório, do material causador de entupimento. Diante dos resultados, conclui-se que: o sistema de irrigação por gotejamento montado em campo apresentou decréscimo na uniformidade de aplicação de água ao longo do tempo, devido à obstrução dos gotejadores, mesmo com a utilização de um sistema de filtragem de 550 mesh e a abertura dos finais de linhas a cada duas semanas. Após 120 horas de funcionamento, o modelo de gotejador G1 apresentou reduções no CUC, no CUD e na vazão de 4,49; 10,58; e 4,56%, respectivamente. A uniformidade de aplicação de água também apresentou redução considerável ao longo do período de ensaio no experimento montado sobre a plataforma de testes, que constou de três modelos de gotejadores. Após 560 horas de funcionamento ocorreram reduções nos valores do CUC, do CUD e da vazão dos modelos de gotejadores M1, M2 e M3 de 3,63, 7,50 e 11,86%; de 16,96, 31,98 e 20,18%; e de 12,53, 25,92 e 19,53%, respectivamente. Verificou-se, que o modelo de gotejador M1 foi o mais resistente ao entupimento devido provavelmente, à arquitetura interna de seu labirinto, que manteve um regime de escoamento turbulento suficiente para minimizar a deposição de partículas orgânicas em seu interior. Em média, a eficiência de remoção dos sólidos suspensos foi semelhante à dos filtros de membrana e de disco, sendo algumas comunidades zoo e fitoplanctônicas e larvas de insetos os principais fatores de obstrução dos sistemas de filtragem. O esgoto sanitário da lagoa de maturação apresentou componentes físicos, químicos e biológicos causadores dos entupimentos, com potencial variando de moderado a severo. No entanto, o fator principal de entupimento foi a formação de um biofilme, de coloração verde, resultante da interação entre colônias de bactérias e algas. No experimento montado sobre a bancada de testes, os distintos tratamentos químicos (T2, T3 e T4) mostraram-se eficientes com relação à inibição de bactérias aglomeradoras de partículas orgânicas. No entanto, estudos devem ser conduzidos para uma avaliação precisa da sustentabilidade ambiental do derivado clorado utilizado. / The present work is part of the integrated sewage treatment and irrigated agriculture project of the Universidade Federal de Viçosa’s Agricultural Engineering Department (DEA/UFV). It was developed to evaluate drip irrigation system performances used in the application of sanitary wastewater coming from maturation ponds, as well as to identify dripper clogging main causes and test chemical treatment efficiency in preventing it. The work was carried out at the Sewer Treatment Pilot Plant (EPTE), DEA/UFV’s experimental area, Viçosa, Minas Gerais. EPTE was supplied with raw sanitary sewer from a residential area that was treated in three stages. The first consisted of high specific mass solids removal, by means of a grit tank. Following, the sanitary wastewater was disposed on strips cultivated with Tifton 85 grass, for organic load reduction. After the secondary treatment, wastewater was directed to the maturation pond to remove pathogens. The sanitary wastewater from the pond supplied two drip irrigation systems, one in the field for coffee fertirrigation and the other on top of a test platform, built beside the pond. During the experimental time, the wastewater from the maturation pond was analyzed physically, chemically, microbiologically and hydrobiologically. The system installed in the field consisted of a 550 mesh automatic autocleaning membrane filter and (non-autocompensating) G1 drippers. Four evaluations for uniformity of water application, at the operation times 0, 50, 100 and 120 h were performed, and the efficiency of suspended solids removal by filtering was verified. The irrigation system installed on a test platform consisted of four irrigation units, each with the dripper models: M1 (non-autocompensating), M2 (autocompensating) and M3 (non- autocompensating), all of them with common filtration in a 120 mesh disk filter. The irrigation units had the following treatments: T1, without chemical product application; T2, with acidification (pH 6,6) and chlorination (0,4 mg L -1 of free residual chlorine); T3, with acidification (pH 6,6) and chlorination (1,0 mg L -1 of free residual chlorine); and T4, with acidification (pH 6,6) and chlorination (1,9 mg L -1 of free residual chlorine). The chemical products were applied for one hour, at every 35 hours of irrigation system operation. The evaluations for uniformity of water application were carried out at every 80 hours of system operation. During the experimental time, a test to verify the efficiency of suspended solids removal by the disk filter was carried out. The irrigation units worked for 560 hours. After that time, dripper samples were collected for analysis of the material causing clogging, in laboratory. The results led to the following conclusions: the drip irrigation system installed in the field presented a decrease in the uniformity of water application with the time due to dripper clogging, even using a 550 mesh filtering system and open ends every two weeks. After 120 hours of operation, G1drippers presented reductions in CUC, CUD and in 4,49; 10,58; and 4,56% flow, respectively. The uniformity of water application also had considerable reduction during the experimental period in the experiment installed on the test platform, which consisted of three dripper models. After 560 hours operation, there were reductions in the values of CUC, of CUD and flow of dripper models M1, M2 and M3 of 3,63; 7,50; and 11,86%; of 16,96; 31,98; and 20,18%; and of 12,53; 25,92; and 19,53%, respectively. It was verified that dripper model M1 was the most resistant to clogging probably due to its labyrinth (flow-path) internal architecture, which maintained a regime of turbulent flow enough to minimize internal organic particle deposition. On average, efficiency of suspended solids removal was similar for both the membrane filter and the disk filter, being some zoo and phytoplankton communities and insect larvae the main causes of the filtering system’s clogging. Sanitary sewer derived from the maturation pond presented physical, chemical and biological components causing clogging, varying from moderate to severe potential. However, the main clogging factor was the formation of a green biofilm resultant of the interaction between bacterial and algae colonies. Chemical treatments (T2, T3 and T4) were efficient to inhibit organic particle flocculating bacteria in the experiment installed on the test platform. However, studies ought to be carried out for a precise evaluation of the chlorine product environmental sustainability. / Dissertação importada do Alexandria

Poli(p-fenileno de tereftalamida) (PPTA), usualmente chamado de aramida, é uma fibra polimérica de baixa densidade que possui alta rigidez e resistência à tração, assim como excelente estabilidade térmica e química. Essa fibra é utilizada como reforço em materiais compósitos utilizados nas indústrias aeroespacial e automobilística, em artefatos de proteção balística e de proteção ao corte. No entanto, sua aplicação como reforço em materiais compósitos está limitada por sua baixa afinidade interfacial com matrizes poliméricas, devido a sua superfície lisa e relativamente inerte. Para superar esta desvantagem, diversos tratamentos foram desenvolvidos para modificar a superfície da aramida. Contudo, realizar essa modificação sem diminuir a resistência mecânica da fibra é um grande desafio, assim como desenvolver um método industrialmente viável. Líquidos iônicos (LI) apresentam-se como uma alternativa promissora para a compatibilização da aramida com matrizes poliméricas, devido à possibilidade de ajuste de suas propriedades com a escolha de ânions e cátions específicos. Dessa forma, o objetivo deste estudo é investigar a influência de diferentes LI nas propriedades adesivas entre Kevlar e uma resina epoxídica. Para tanto, as fibras foram submetidas a soluções de etanol e LI imidazólicos (cloreto de 1-n-butil-3-metilimidazólio, cloreto de 1-carboximetil-3-metilimidazólio, metanossulfonato de 1-trietilenoglicol monometil éter-3-metilimidazólio e metanossulfonato de 1-n-butil-3-metilimidazólio) e analisadas por espectroscopia do infravermelho, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A resistência mecânica das fibras foi investigada por teste de tração e a interface foi caracterizada em termos de molhabilidade e adesão pelos testes de ângulo de contato e pull-out. Os resultados mostraram um aumento na molhabilidade e na adesão nas fibras tratadas com cloreto de 1- n-butil-3-metilimidazólico, metanossulfonato de 1-trietilenoglicol monometil éter-3- metilimidazólio e metanossulfonato de 1-n-butil-3-metilimidazólio. Dois compósitos laminados foram fabricados com os tecidos comercial e tratado com metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometil éter-3-metilimidazólio. Suas propriedades mecânicas foram aferidas por ensaios de tração e short beam. O compósito feito com o tecido tratado apresentou maior resistência mecânica, módulo e tensão de cisalhamento interlaminar. / Poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA), known as aramid, is a low density polymeric fiber that has high rigidity and exceptional tensile strength, as well as excellent thermal and chemical stability. It is used as reinforcement in composite materials in the aerospace and automobile industry and in ballistic and stab-resistant articles. However, its inferior interfacial affinity towards polymeric matrices due to its smooth surface hampers its use in composite materials, preventing full achievement of its potential as reinforcement. To overcome this drawback, various treatments have been applied to modify the aramid surface. Nevertheless it is a great challenge to introduce this modification without diminishing the fiber mechanical properties and to develop an industrially feasible process. Ionic liquids (IL) might be an alternative as compatibilizer in polymeric matrices reinforced with aramid fibers because of their unique set of physical-chemical properties that can be finely tuned by their chemical structures. Hence, the objective of this study is to investigate the influence of different IL on the adhesive properties between Kevlar and epoxy resin. Kevlar fibers were submitted to solutions of ethanol and imidazolium IL (1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1- carboxymethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-n-hexadecyl-3-methylimidazolium chloride, 1- triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate and 1-n-butyl-3- methylimidazolium methanesulfonate) and then analyzed by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The mechanical strength of the fibers was analyzed by tensile strength tests and the interface was characterized by contact angle measurements and pull-out tests. There was an increase in wettability and adhesion of the fibers treated with 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate and 1-n-butyl-3- methylimidazolium methanesulfonate. Two laminated composites were manufactured with commercial and 1-triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate treated fabrics and their mechanical properties were measured with tensile strength and short beam test. The composite made with treated fabrics presented higher mechanical resistance, modulus and interfacial shear strength.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5574.pdf: 8900872 bytes, checksum: 5422cf12edcd8bb4fb8c081fb5dacb77 (MD5) Previous issue date: 2013-07-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / The aim of this study was to evaluate the properties of the surfaces of CP-Ti, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb alloys modified via chemical treatments, as well as evaluating the behavior of human osteoblastic cells as function of these changes. For this purpose, samples of the three alloys were etched with hydrochloric acid or phosphoric acid, followed or not by alkaline treatment, and subsequently analyzed their morphology, roughness, effective area and contact angle (wettability). Scanning electron microscopy (SEM) was used to evaluate the morphology of surfaces and EDS for chemical compositions. Roughness and effective area measurements were performed with confocal laser microscope. A goniometer was used for the measurement of contact angle. Osteoblastic responses were evaluated by means of the technique of polymerase chain reaction with reverse transcription real-time (real-time PCR) to determine the gene expression of ALPL, COL1A1, COL3A1, SPP1, RUNX2 and SPARC. The results showed that the treatments significantly change the surface properties and induced the gene expression of human osteoblasts. All treatments caused change in the chemical composition of the sample surface. Acid treatments caused changes in actual topography and area, while alkaline treatments altered the surface morphology and increased hydrophilicity compared to the only abraded samples (controls). The gene expression was regulated differently in accordance with the surface treatment employed in the samples tested. Overall, treatment with alkaline treatment and phosphoric acid are more effective to control cell behavior. The alkali treatment and acid treatments together induce changes in the topography at micro, submicron and in some cases nanometric scales, which may amplify and accelerate the response of the cells on the materials. / O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades das superfícies de amostras de Ti-CP, Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb modificadas via tratamentos químicos, bem como avaliar o comportamento das células osteoblásticas humanas frente a essas modificações. Para tanto, amostras das três ligas foram atacadas com ácido clorídrico ou fosfórico, seguido ou não por tratamento alcalino, e posteriormente analisadas quanto à morfologia, rugosidade, área efetiva e ângulo de contato (molhabilidade). Microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para avaliar a morfologia das superfícies e EDS para obter as composições químicas. Medidas de rugosidade e área efetiva foram executadas com microscópio confocal a laser. O goniômetro foi o equipamento utilizado para as medidas de ângulo de contato. As respostas osteoblásticas foram avaliadas por meio da técnica de reação de polimerase em cadeia com transcrição reversa em tempo real (real time RT-PCR), para determinação das expressões gênicas de ALPL, COL1A1, COL3A1, SPP1, RUNX2 e SPARC. Os resultados demonstraram que os tratamentos provocaram alterações nas propriedades da superfície e induziram as expressões gênicas dos osteoblastos humanos. Todos os tratamentos provocaram alteração na composição química da superfície da amostra. Os tratamentos ácidos provocaram alterações de topografia e área efetiva, enquanto que os tratamentos alcalinos alteraram a morfologia da superfície e aumentaram a hidrofilicidade, todos em relação às amostras apenas lixadas (controles). As expressões genicas foram diferentemente reguladas de acordo com o tratamento empregado na superfície das amostras testadas. De forma geral, os tratamentos alcalinos e o ataque com ácido fosfórico são mais efetivos para controlar o comportamento celular. Os tratamentos ácidos e o tratamento alcalino induzem alterações de topografia nas escalas micro, submicro e, em alguns casos, nanométricas, fato que pode amplificar e acelerar as respostas das células sobre os materiais.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-05T20:22:35Z No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:43:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Não recebi financiamento / Chemical surface treatments (CST) in cementless and endosseous implants are used to increase the implant-bone contact area, reducing the period of osseointegration and favouring bonding ability between implants and bone. However, surface modifications can affect the fatigue strength of these materials, especially the fatigue crack nucleation. For these reasons, this work evaluated the influence of the surface modification using acid etching, combined with alkaline treatment on the fatigue strength of Ti-6Al-4V ELI alloy. The topography developed by chemical surface treatments was examined by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Increased roughness and the effective surface area were investigated and compared with the Ti-6Al-4V samples without modification. Surface composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Axial fatigue resistances of polished and modified surfaces were determined by stepwise load increase tests and staircase test method. Finally, SEM was employed to examine the fracture surface of the tested specimens. According to the results, it was observed a similar fatigue behavior of the chemically treated Ti-6Al-4V alloy compared to the samples without treatment. / Tratamentos químicos sobre a superfície dos implantes intra-ósseos são usados para aumentar a área de contato do par implante-osso, diminuindo o período de osseointegração e favorecendo a capacidade de ligação entre o implante e o osso. No entanto, modificações de superfície podem afetar a resistência à fadiga destes materiais, especialmente quanto a nucleação de trinca por fadiga. Por estas razões, este trabalho avaliou e analisou a influência na resistência à fadiga das ligas de Ti-6Al-4V ELI com modificações na superfície, geradas por tratamentos ácidos e um posterior tratamento alcalino. A mudança na topografia promovida pelos tratamentos químicos foi examinada com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a LASER (CLSM). O aumento da rugosidade e da área efetiva de contato foram estudadas e comparadas com as amostras de Ti-6Al-4V sem modificação. A composição química da superfície foi analisada por espectroscopia com energia dispersiva de raios-X (EDS). A resistência axial à fadiga dos corpos-de-prova polidos e modificados foi determinada pelo método escalonado de tensões e o método “staircase”. Finalmente, Imagens por MEV foram usadas para examinar a superfície de fratura dos espécimenes fraturados após serem testados à fadiga. De acordo com os resultados obtidos, observou-se um comportamento semelhante no desempenho à fadiga do material com a superfície tratada quimicamente com H3PO4 ou HCl e posteriormente com NaOH, em comparação com o sem tratamento.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1765516 bytes, checksum: 4fbedf3e31cfced1feb83c5be1f48ef4 (MD5) Previous issue date: 2011-02-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Needing for treatment alternatives of wastewater from coffee fruits processing stimulates the study of alternative methods, in view to new techniques aimed at enabling the removal of these effluent pollutant load. One of the alternatives that need to be studied is the application of chemical treatment with ozone gas, considering the high oxidizing power of this compound. This study aimed to evaluate the effect of ozonation process on physical, chemical, and biochemical characteristics of wastewater from washing and peeling/pulping (ARC) coffee and to verify the pH influence on efficiency of wastewater ozonation in treatment. For the ozonation process, a gas-washing bottle was used with a capacity of one liter. Ozone gas was injected into the bottle through a porous plate with a flow rate of one liter/min-1. The influence of different combinations of pH (3.7, 7.0, and 10.0), ozone gas concentration (4.3, 8.6, and 12.8 mg L-1), and ozonation periods (0, 30, 60, 90, 120, 150, and 180 min.) was evaluated. Data were statistically analyzed by multiple linear regression. According to results, it was concluded that the treatment of wastewater from coffee fruits processing with ozone for analysis of Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), phenolic compounds, and apparent color does not appear to significantly affect the initial pH of the water in reducing their values during treatment. Thus, the removal of BOD, COD, and apparent color were higher with increasing ozone concentration, as the ozonation process occurred, resulting in maximum removal efficiencies of 11.0, 12.0, and 99.0%, respectively, for the concentration of 12.8 mg L-1 during 180 min. of ozonation. With regard to phenolic compounds, an increase in the removal percentage to ozone gas concentration of 8.6 mg L-1 was observed, with subsequent decrease in removal efficiency. The highest removal percentage of phenolic compounds was 68.0%, observed after ozonation and gas concentration of 8.6 mg L-1 for 180 min. Variables for total nitrogen, total suspended solids, and turbidity showed significant difference due to interaction between initial pH of wastewater and ozonation period. Concentration reduction of total nitrogen was more pronounced in the wastewater with lower pH, resulting in removal of 58.0% after 180 min. for pH equal to 3.7. With respect to total suspended solids variables and turbidity, a greater reduction was obtained during ozonation period, as they raised the initial pH of water. With respect to the total solids variables and total volatile solids, there was significant variation only due to the ozonation period, regardless of the gas concentration and initial pH of wastewater. Based on the results, it is possible to say that the use of ozone gas to treat wastewater from the coffee fruits processing is effective when compared to commonly used treatments for this effluent type, since it needs a short treatment period for more efficient removal of phenolic compounds, nitrogen, turbidity, and color. However, as most existing treatments, the treated wastewater with ozone gas alone did not respond to release some limits established by Brazilian legislation in force and further studies are needed to increase the process efficiency. / A necessidade de encontrar alternativas para o tratamento da água residuária proveniente do processamento dos frutos do cafeeiro estimula o estudo de métodos alternativos, visando a novas técnicas que possibilitem a remoção da carga poluidora desse efluente. Uma das alternativas que necessitam ser estudadas é o tratamento químico com aplicação de gás ozônio, haja vista o alto poder oxidante desse composto. Assim, objetivouse, com este estudo, avaliar o efeito do processo de ozonização nas características físicas, químicas e bioquímicas da água residuária resultante da lavagem e descascamento/despolpa do café (ARC) e verificar a influência do pH na eficiência da ozonização da água residuária em tratamento. Para o processo de ozonização, utilizou-se um frasco lavador de gás com capacidade de 1 L. O gás ozônio foi injetado no frasco, por meio de uma placa porosa, com uma vazão de 1 L min-1. Avaliou-se a influência de diferentes combinações de pH (3,7; 7,0 e 10,0), concentração do gás ozônio ( 4,3; 8,6 e 12,8 mg L-1) e períodos de ozonização (0, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 min). Os dados foram submetidos à análise estatística por meio de regressão linear múltipla. De acordo com os resultados obtidos, foi possível concluir que o tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro com ozônio para as análises de DBO, DQO, compostos fenólicos e cor aparente não mostrou influência significativa do pH inicial da água na redução de seus valores durante o tratamento. Assim, as remoções de DBO, DQO e cor aparente foram maiores com o aumento da concentração de ozônio, à medida que ocorria o processo de ozonização, obtendo-se eficiências de remoção máximas de 11,0; 12,0 e 99,0%, respectivamente, para a concentração de 12,8 mg L-1 no período de ozonização de 180 min. Com relação aos compostos fenólicos, observou-se aumento no percentual de remoção até a concentração do gás ozônio de 8,6 mg L-1, com posterior decréscimo da eficiência de remoção. O maior percentual de remoção de compostos fenólicos foi de 68,0%, observado depois de 180 min. de ozonização e concentração do gás de 8,6 mg L-1. Para as variáveis nitrogênio total, sólidos suspensos totais e turbidez, verificou-se diferença significativa em decorrência da interação entre pH inicial da água residuária e período de ozonização. A redução da concentração de nitrogênio total foi mais acentuada na água residuária com menor pH, obtendo-se remoção de 58,0% depois de 180 min. para pH igual a 3,7. Com relação às variáveis sólidos totais, suspensos e turbidez, obteve-se maior redução durante o período de ozonização, à medida que se elevou o pH inicial da água. Com relação às variáveis sólidos totais e sólidos voláteis totais, ocorreu variação significativa somente em decorrência do período de ozonização, independentemente da concentração do gás e do pH inicial da água residuária. Com base nos resultados obtidos, é possível afirmar que o uso do gás ozônio no tratamento de águas residuárias provenientes do processamento dos frutos do cafeeiro é eficiente quando comparado aos tratamentos normalmente empregados para esse tipo de efluente, já que necessita de curto período de tratamento para obter eficientes remoções de compostos fenólicos, nitrogênio, turbidez e cor. Todavia, assim como a maioria dos tratamentos existentes, esta água residuária tratada com gás ozônio, isoladamente, não atendeu a alguns limites de lançamento estabelecidos pela legislação brasileira vigente, sendo necessários estudos posteriores para aumentar a eficiência do processo.

Poli(p-fenileno de tereftalamida) (PPTA), usualmente chamado de aramida, é uma fibra polimérica de baixa densidade que possui alta rigidez e resistência à tração, assim como excelente estabilidade térmica e química. Essa fibra é utilizada como reforço em materiais compósitos utilizados nas indústrias aeroespacial e automobilística, em artefatos de proteção balística e de proteção ao corte. No entanto, sua aplicação como reforço em materiais compósitos está limitada por sua baixa afinidade interfacial com matrizes poliméricas, devido a sua superfície lisa e relativamente inerte. Para superar esta desvantagem, diversos tratamentos foram desenvolvidos para modificar a superfície da aramida. Contudo, realizar essa modificação sem diminuir a resistência mecânica da fibra é um grande desafio, assim como desenvolver um método industrialmente viável. Líquidos iônicos (LI) apresentam-se como uma alternativa promissora para a compatibilização da aramida com matrizes poliméricas, devido à possibilidade de ajuste de suas propriedades com a escolha de ânions e cátions específicos. Dessa forma, o objetivo deste estudo é investigar a influência de diferentes LI nas propriedades adesivas entre Kevlar e uma resina epoxídica. Para tanto, as fibras foram submetidas a soluções de etanol e LI imidazólicos (cloreto de 1-n-butil-3-metilimidazólio, cloreto de 1-carboximetil-3-metilimidazólio, metanossulfonato de 1-trietilenoglicol monometil éter-3-metilimidazólio e metanossulfonato de 1-n-butil-3-metilimidazólio) e analisadas por espectroscopia do infravermelho, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A resistência mecânica das fibras foi investigada por teste de tração e a interface foi caracterizada em termos de molhabilidade e adesão pelos testes de ângulo de contato e pull-out. Os resultados mostraram um aumento na molhabilidade e na adesão nas fibras tratadas com cloreto de 1- n-butil-3-metilimidazólico, metanossulfonato de 1-trietilenoglicol monometil éter-3- metilimidazólio e metanossulfonato de 1-n-butil-3-metilimidazólio. Dois compósitos laminados foram fabricados com os tecidos comercial e tratado com metanossulfonato de 1- trietilenoglicol monometil éter-3-metilimidazólio. Suas propriedades mecânicas foram aferidas por ensaios de tração e short beam. O compósito feito com o tecido tratado apresentou maior resistência mecânica, módulo e tensão de cisalhamento interlaminar. / Poly(p-phenylene terephthalamide) (PPTA), known as aramid, is a low density polymeric fiber that has high rigidity and exceptional tensile strength, as well as excellent thermal and chemical stability. It is used as reinforcement in composite materials in the aerospace and automobile industry and in ballistic and stab-resistant articles. However, its inferior interfacial affinity towards polymeric matrices due to its smooth surface hampers its use in composite materials, preventing full achievement of its potential as reinforcement. To overcome this drawback, various treatments have been applied to modify the aramid surface. Nevertheless it is a great challenge to introduce this modification without diminishing the fiber mechanical properties and to develop an industrially feasible process. Ionic liquids (IL) might be an alternative as compatibilizer in polymeric matrices reinforced with aramid fibers because of their unique set of physical-chemical properties that can be finely tuned by their chemical structures. Hence, the objective of this study is to investigate the influence of different IL on the adhesive properties between Kevlar and epoxy resin. Kevlar fibers were submitted to solutions of ethanol and imidazolium IL (1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1- carboxymethyl-3-methylimidazolium chloride, 1-n-hexadecyl-3-methylimidazolium chloride, 1- triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate and 1-n-butyl-3- methylimidazolium methanesulfonate) and then analyzed by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The mechanical strength of the fibers was analyzed by tensile strength tests and the interface was characterized by contact angle measurements and pull-out tests. There was an increase in wettability and adhesion of the fibers treated with 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride, 1-triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate and 1-n-butyl-3- methylimidazolium methanesulfonate. Two laminated composites were manufactured with commercial and 1-triethyleneglycol monomethyl ether-3-methylimidazolium methanesulfonate treated fabrics and their mechanical properties were measured with tensile strength and short beam test. The composite made with treated fabrics presented higher mechanical resistance, modulus and interfacial shear strength.

O presente trabalho objetivou estudar aspectos relacionados ao projeto de processos de tratamento de águas efluentes industriais baseados em reatores fotoquímicos. Estudou-se uma unidade de tratamento constituída por um reator solar tubular com coletores parabólicos compostos, o qual opera acoplado a um reator com lâmpadas do tipo tanque. O modelo matemático para simulação do processo foi adaptado a partir dos resultados experimentais obtidos em trabalhos anteriores da equipe de pesquisa deste Departamento, principalmente por Ribeiro (2009). O modelo matemático foi validado por meio de simulações para o sistema operando em regime transiente. O modelo matemático foi adaptado à configuração aqui estudada, de modo a poder ser aplicado ao sistema de reatores operando em regime contínuo, isto é, com alimentação e retirada de material constantes ao longo do tempo. Foi realizado, inicialmente, um estudo de sensibilidade desse modelo em relação às variáveis de processo, baseado em simulações para volumes diferentes do reator solar e reator multi-lâmpadas. A otimização do sistema teve o objetivo de selecionar as configurações do sistema que representam mínimo custo, para os diferentes cenários estudados, para uma concentração especificada de contaminante na corrente de saída. O problema de otimização foi baseado no método da função de penalidade, em que a função de restrição é inserida na função objetivo, transformando assim o problema de otimização num problema irrestrito. O procedimento de busca utiliza o Método Simplex modificado de Nelder e Mead. Para os diferentes cenários estudados, foi comprovado que o fator determinante do custo horário de tratamento fotoquímico é o custo do reagente peróxido de hidrogênio, seguido pelo custo de energia elétrica, custo de investimento do reator de lâmpadas, custo de investimento do reator e das bombas e, por último, o custo de investimento do reator solar. A imposição de limites mais rigorosos para a concentração de saída do efluente faz com que o custo de tratamento seja proibitivo. Portanto, nestes casos é mais interessante, do ponto de vista econômico, utilizar primeiro o processo foto-Fenton até o efluente atingir o limite de biodegradabilidade de 300 mgC/L e, em seguida, submeter este efluente ao tratamento biológico (de menor custo). / The aim of the present study was to investigate aspects related to the design of processes for treating industrial wastewater based on photochemical reactors. The system consisted of a solar tubular reactor with compound parabolic collectors, which operates connected to a multi-lamp stirred tank reactor. The mathematical model for simulating the process was adapted from previous results obtained by the research team of this Department, mainly by Ribeiro (2009). The model was validated by comparing simulation and experimental results obtained with a pilot plant operating in transient regime. The mathematical model was adapted to the configuration in this paper, so that it could be applied to the reactor system operating in continuous regime, i.e., with constant flow rate of the input and output streams. A sensitivity analysis of this model was carried out in relation to process variables, based on simulations for different volumes of the solar reactor and multi-lamp reactor. The optimization of the system aimed to select configurations that represent minimum cost for different scenarios studied for a specified output contaminant concentration. The optimization was based on the penalty function method, in which the restriction function was inserted in the objective function, so as to transform the optimization problem into an unconstrained one. The search procedure was based on the modified Simplex method of Nelder and Mead. For the different scenarios studied, it was verified that the determining factor affecting the treatment cost is the cost of hydrogen peroxide, followed by the electricity cost, investment cost of the lamp reactor, investment cost of pumps and of the solar reactor. The treatment cost increases significantly when lower concentration limits are specified for the output stream. Therefore, as a general recommendation, it is more advantageous from the economic point of view to use the photo-Fenton process until the pollutant concentration is decreased to the threshold of biodegradability (adopted as 300mgC/L in the present study) and then submitting it to a biological treatment.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-07-03T15:54:59Z No. of bitstreams: 1 Tese Nevio Henrique Pasin.pdf: 604179 bytes, checksum: d453d2ee2b7fd05829371f7a42f5eca8 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-07-03T18:50:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Nevio Henrique Pasin.pdf: 604179 bytes, checksum: d453d2ee2b7fd05829371f7a42f5eca8 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-07-03T18:51:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Nevio Henrique Pasin.pdf: 604179 bytes, checksum: d453d2ee2b7fd05829371f7a42f5eca8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-03T18:51:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Nevio Henrique Pasin.pdf: 604179 bytes, checksum: d453d2ee2b7fd05829371f7a42f5eca8 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / O tratamento de sementes de milho com inseticidas, visando ao controle de pragas de solo e parte aérea no estádio inicial do estabelecimento da cultura, vem se tornando prática cada vez mais comum no Brasil. Embora eficientes no controle das pragas, alguns produtos podem causar fitotoxicidez nas sementes logo após o tratamento ou durante o período de armazenamento. Este trabalho visa a estudar o desempenho de lotes de sementes de milho, apresentando diferentes níveis de vigor inicial, submetidos ao tratamento químico com inseticidas e armazenados por diferentes períodos em condições controladas de temperatura e umidade relativa do ar. Inicialmente, foram selecionados dois lotes de sementes de milho: um de alto vigor inicial, com resultado de teste de frio de 95%; e um lote de médio vigor, com resultado de 85%. As sementes foram tratadas quimicamente, segundo recomendação dos fabricantes, com os produtos tiametoxam, tiametoxam + fipronil e tratamento convencional, e armazenadas em ambiente climatizado com temperatura de 10º C e umidade relativa do ar de 50%. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, de frio e emergência em canteiro, logo após o tratamento químico e após cada três meses de armazenamento, durante o periodo de 15 meses. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualisado (DIC) em parcelas subdivididas com 4 repetições. Observou-se que o vigor inicial das sementes é fundamental para a redução do descarte de lotes tratados com inseticidas, devido à baixa qualidade fisiológica das sementes, durante o periodo de armazenamento. Os resultados permitem também concluir que os lotes de alto vigor inicial, tratados com tiametoxam e tiametoxam + fipronil preservam qualidade fisiológica por até 12 meses, enquanto que os lotes com médio vigor, tratados com tiametoxam preservam a qualidade por apenas 6 meses, e se tratados com tiametoxam + fipronil, não toleram armazenamento pós tratamento. / The maize seed treatment, aiming to control soil pests and shoot tissue in the early stages of crop establishment, is becoming increasingly common practice in Brazil. Although effective in pest control, some products may cause phytotoxicity in seeds, immediately after treatment or during the storage period. This work aims to study the quality performance of maize seed lots, presenting different levels of initial vigor, submitted to chemical treatment with insecticides and stored for different periods of time, under controlled conditions of temperature and relative humidity. Before treatment, two seed lots were selected: one of high initial vigor, with a result of 95% in cold test; and another of medium vigor, with a result of 85% in cold test. The seeds were treated, according to manufacturer’s recommendations of, with the products thiamethoxam, thiamethoxam + fipronil and a conventional treatment, and stored in climate-controlled environment with temperature of 10 ° C and relative air humidity of 50%. The physiological seed quality was evaluated by the germination test, cold test and field emergency immediately after chemical treatment and after each three months of storage. The experiment was conducted in a completely randomized design (CRD) in subdivided plots with four replications. It was observed that the initial seed vigor is essential to reduce disposal of insecticide treated lots, due to the low physiological quality, during storage period. The results show also that lots of high initial vigor, treated with thiamethoxam and thiamethoxam + fipronil preserve physiological quality for up to 12 months, while the lots with medium vigor, treated with thiamethoxam preserve the quality for only six months, and treated with thiamethoxam + fipronil, do not tolerate storage after treatment.

A necessidade de materiais modernos, isto é, com características diferenciadas, é cada vez maior e tornou muito grande a pesquisa por novos materiais. Nos últimos anos materiais carbonáceos têm sido utilizados na sorção em estações de tratamento de águas residuais. A desvantagem apresentada por esses materiais é o seu alto custo. Para a obtenção dos nanocompósitos, utilizaram-se materiais de baixo custo: argila chocolate proveniente do Estado da Paraíba, Brasil, amido de milho e sacarose. Para diminuir o custo do carvão ativado estudaram-se compostos do mesmo com bentonita. As amostras foram tratadas termicamente a 110ºC, 350 ºC, 500ºC, 700ºC e 900ºC. Os materiais obtidos foram estudados por Difração de raios X - DRX, Análises Térmicas e microscopia eletrônica de varredura MEV. Foi avaliada a sua capacidade de sorção de azul de metileno. Obteve-se nanocompósitos para todas as concentrações de amido e para concentrações iniciais de 5% e 10% de sacarose. Os materiais que apresentaram melhor capacidade de sorção foram os formados pela argila e carvão ativado em pó. Percebeu-se, também, a influência da temperatura de secagem da argila. À medida que aumenta a temperatura, a capacidade de sorção diminui. Os valores de adsorção obtidos com as amostras contendo amido de milho foram em torno de 200mg/g de sorvente e, no caso do carvão ativado em torno de 400mg/g, mas os materiais derivados de amido podem apresentar potencial de uso devido ao baixo custo do amido com relação ao carvão ativo. / The need of modern materials, that is, with differentiated characteristics, is bigger every time and it turned very big the research for new materials. In the recent years carbonaceous material has been used to sorption action in sorption stations in wastewater treatment plant. The disadvantage presented by those materials is its high cost. For the attainment of the nanocomposite, they had been used low cost material: clay chocolate from the State of the Paraíba, Brazil, corn starch and sucrose. To decrease the cost of the activated coal they were studied composites of the same with bentonite. Samples had been thermally treated by 110ºC, 350 ºC, 500ºC, 700ºC and 900ºC. The gotten materials had been studied by X Ray Difraction - DRX, Thermal Analyses and scanning electronic microscopy - MEV. It was assessed for its ability to sorption of methylene blue. It was obtained nanocomposite for all the concentrations of starch and for initial concentrations of 5% and 10% of sucrose. The materials that presented better sorption capacity were formed them by the clay and powdered activated coal. It was noticed, too, the influence of temperature for drying the clay. As the temperature increases, the ability to sorption decreases. The adsorption values obtained with the samples contend corn starch they were about of 200 mg/g of sorptive and, in the case of the coal activated about of 400 mg/g, but the derived materials of starch can present potential of use due to the low cost of the starch with relationship to the active coal.