El mejoramiento de suelos a través de la estabilización es una práctica de ingeniería, usado para mejorar las propiedades de los suelos encontrados de manera natural. La estabilización de suelos es usado generalmente para modificar las características de los suelos e incrementar la resistencia a agentes externos que dañen la vía.

Neste trabalho, areias descartadas de fundição, que representam um dos resíduos industriais de maior volume gerados, foram caracterizadas e testadas como material alternativo para uma série de aplicações, a saber: fotocatálise, polimerização, adsorção e na síntese de zeólitas. Amostras de diferentes areias foram testadas como suportes em fotocatálise para degradação de rodamina B. Para fins comparativos, titânia comercial (P25) foi utilizada. Os catalisadores de titânia suportados sobre as areias apresentaram maior atividade catalítica que a titânia comercial sob luz solar. Os catalisadores metalocênicos suportados in situ apresentaram capacidade catalítica superior à do sistema homogêneo na polimerização de etileno. Areia verde foi testada como material alternativo para a adsorção de corantes (rodamina B e azul de metileno) em solução aquosa cuja capacidade máxima de adsorção para cada corante foi de 28,50 mg.g-1 para o azul de metileno e 32,34 mg.g-1 para a rodamina B. Dos quatro modelos de equilíbrio de adsorção aplicados, o de Langmuir foi o mais adequado para explicar o processo. Areia verde, previamente tratada com solução de NaOH (24 h) permitiu a obtenção de Zeólita A com alta pureza, porém com baixo rendimento. O conjunto de resultados indicou que as areias descartadas de fundição têm potencial de uso para as aplicações propostas. / In this work, discarded foundry sands, which represent an industrial waste generated at a higher volume, were characterized and tested as an alternative material for a number of applications, namely: photocatalysis, polymerization, adsorption and zeolite synthesis. Samples of different sands were tested as supports for degradation photocatalysis for rhodamine B. For comparative purposes, commercial titania (P25) was also evaluated. Titania supported catalyst on the sands had higher catalytic activity than the commercial one under sunlight irradiation. The in situ supported metallocene catalysts have shown catalytic activity higher than the homogeneous one in the polymerization of ethylene. Green sand was tested as an alternative material for the adsorption of dyes (rhodamine B, methylene blue) in aqueous solution. The maximum adsorption capacity for each dye was 28.50 mg g-1 for methylene blue and 32.34 mg g-1 for rhodamine B. Of the four applied adsorption equilibrium models, Langmuir was suitable to describe the process. Green sand after pretreatment with NaOH solution (24 h) allowed to obtain high purity Zeolite A, but with low yield. This set of results indicated that the discarded foundry sands may have potential use for the proposed applications.

Neste trabalho, areias descartadas de fundição, que representam um dos resíduos industriais de maior volume gerados, foram caracterizadas e testadas como material alternativo para uma série de aplicações, a saber: fotocatálise, polimerização, adsorção e na síntese de zeólitas. Amostras de diferentes areias foram testadas como suportes em fotocatálise para degradação de rodamina B. Para fins comparativos, titânia comercial (P25) foi utilizada. Os catalisadores de titânia suportados sobre as areias apresentaram maior atividade catalítica que a titânia comercial sob luz solar. Os catalisadores metalocênicos suportados in situ apresentaram capacidade catalítica superior à do sistema homogêneo na polimerização de etileno. Areia verde foi testada como material alternativo para a adsorção de corantes (rodamina B e azul de metileno) em solução aquosa cuja capacidade máxima de adsorção para cada corante foi de 28,50 mg.g-1 para o azul de metileno e 32,34 mg.g-1 para a rodamina B. Dos quatro modelos de equilíbrio de adsorção aplicados, o de Langmuir foi o mais adequado para explicar o processo. Areia verde, previamente tratada com solução de NaOH (24 h) permitiu a obtenção de Zeólita A com alta pureza, porém com baixo rendimento. O conjunto de resultados indicou que as areias descartadas de fundição têm potencial de uso para as aplicações propostas. / In this work, discarded foundry sands, which represent an industrial waste generated at a higher volume, were characterized and tested as an alternative material for a number of applications, namely: photocatalysis, polymerization, adsorption and zeolite synthesis. Samples of different sands were tested as supports for degradation photocatalysis for rhodamine B. For comparative purposes, commercial titania (P25) was also evaluated. Titania supported catalyst on the sands had higher catalytic activity than the commercial one under sunlight irradiation. The in situ supported metallocene catalysts have shown catalytic activity higher than the homogeneous one in the polymerization of ethylene. Green sand was tested as an alternative material for the adsorption of dyes (rhodamine B, methylene blue) in aqueous solution. The maximum adsorption capacity for each dye was 28.50 mg g-1 for methylene blue and 32.34 mg g-1 for rhodamine B. Of the four applied adsorption equilibrium models, Langmuir was suitable to describe the process. Green sand after pretreatment with NaOH solution (24 h) allowed to obtain high purity Zeolite A, but with low yield. This set of results indicated that the discarded foundry sands may have potential use for the proposed applications.

No presente estudo, a solidificação/estabilização de Pb, Ni, Cr e Mn em matrizes de argamassa foi avaliada. Crisotilas e Zeólita A foram utilizadas como materiais com potencial capacidade pozolânica, com o intuito de aumentar a resistência da matriz na estabilização dos metais avaliados, de forma a diminuir a lixiviação destes para o meio externo. Pb foi utilizado em estudo piloto. Na adição deste metal às matrizes é observada a tendência à lixiviação de Ca da mesma, a lixiviação se dá tanto na parte interna como externa das matrizes nas quais o metal foi adicionado. Esta redução de Ca potencializou a queda na resistência, observada nas matrizes expostas a pH na faixa de 5-8. O estudo com os demais metais, Cr, Ni e Mn, demonstrou lixiviação constante destes para o meio externo durante todo o período de monitoramento empregado no estudo, independente do meio externo aos quais as matrizes foram expostas. A técnica se solidificação/ estabilização mostrasse eficiente, para concentrações menores do que 10 % dos metais Ni e Mn. Com este teor houve estabilização completa destes metais. Excedendo Cr, cuja técnica se mostrou ineficaz, ou seja, a estabilização não ocorreu independente do teor deste metal adicionado a matriz. A zeólita A sintetizada, não melhorou as propriedades das matrizes e tampouco aumentou a estabilização de metais nas mesmas. As crisotilas empregadas melhoraram a resistência das matrizes, no estudo a crisotila CB7 sobressaiu em relação às demais. Avaliações posteriores, porém, demonstraram que a mesma não possui capacidade pozolânica, pelos métodos empregados nesta tese para avaliação deste parâmetro. Porém foi evidenciado, que a mesma ao ser adicionada à matriz, provocou redução do teor de metal lixiviado, para todos os metais avaliados no estudo. Desta forma, a crisotila CB7 provavelmente atua interagindo física ou quimicamente aos metais adicionados, diminuindo sua lixiviação para o meio externo, auxiliando sua imobilização nas matrizes de argamassa. / In this study, the solidification / stabilization of Pb, Ni, Cr and Mn in mortar matrixes was evaluated. Different types of Chrysotile and zeolite A were studied as potential pozzolanic materials in order to increase the strength of the matrix for metals the stabilization evaluated by reducing their leaching. Pb was used in a pilot study. Ca leaching ocorred from both inside and outside of the matrices in which Pb was added. A correlation between Ca leaching and resistance reduction was observed when the samples were exposed to pHs in the range of 5-8. The others metals, Cr, Ni and Mn, showed constant leaching to the external environment along two year, regardless of the external environment to which matrices were exposed. The solidification/stabilization technique was shown to be effective for concentrations lower than 10 % of Ni and Mn. This content showed complete metal stabilization. Excepting for Cr, which technique was shown to be unsuitable, the metal stabilization occurred for metal content up 1 %. A synthesized zeolite A has not improved the properties of the matrices nor increased metals stabilization. The improved resistance was observed for chrysotiles, especially for CB7 chrysotile type. However, the CB7 crysotile did not have pozzolanic capacity, according to the evaluated methods. But it was evident that when the CB7 crysotile was added into the matrix, it caused a reduction of the amount of leached Ni, Mn and Cr. Therefore, CB7 chrysotile probably acted by interacting physically or chemically or both with metals moieties, reducing their leaching to the external environment and improveing the metal immobilization into matrices.

Neste trabalho, areias descartadas de fundição, que representam um dos resíduos industriais de maior volume gerados, foram caracterizadas e testadas como material alternativo para uma série de aplicações, a saber: fotocatálise, polimerização, adsorção e na síntese de zeólitas. Amostras de diferentes areias foram testadas como suportes em fotocatálise para degradação de rodamina B. Para fins comparativos, titânia comercial (P25) foi utilizada. Os catalisadores de titânia suportados sobre as areias apresentaram maior atividade catalítica que a titânia comercial sob luz solar. Os catalisadores metalocênicos suportados in situ apresentaram capacidade catalítica superior à do sistema homogêneo na polimerização de etileno. Areia verde foi testada como material alternativo para a adsorção de corantes (rodamina B e azul de metileno) em solução aquosa cuja capacidade máxima de adsorção para cada corante foi de 28,50 mg.g-1 para o azul de metileno e 32,34 mg.g-1 para a rodamina B. Dos quatro modelos de equilíbrio de adsorção aplicados, o de Langmuir foi o mais adequado para explicar o processo. Areia verde, previamente tratada com solução de NaOH (24 h) permitiu a obtenção de Zeólita A com alta pureza, porém com baixo rendimento. O conjunto de resultados indicou que as areias descartadas de fundição têm potencial de uso para as aplicações propostas. / In this work, discarded foundry sands, which represent an industrial waste generated at a higher volume, were characterized and tested as an alternative material for a number of applications, namely: photocatalysis, polymerization, adsorption and zeolite synthesis. Samples of different sands were tested as supports for degradation photocatalysis for rhodamine B. For comparative purposes, commercial titania (P25) was also evaluated. Titania supported catalyst on the sands had higher catalytic activity than the commercial one under sunlight irradiation. The in situ supported metallocene catalysts have shown catalytic activity higher than the homogeneous one in the polymerization of ethylene. Green sand was tested as an alternative material for the adsorption of dyes (rhodamine B, methylene blue) in aqueous solution. The maximum adsorption capacity for each dye was 28.50 mg g-1 for methylene blue and 32.34 mg g-1 for rhodamine B. Of the four applied adsorption equilibrium models, Langmuir was suitable to describe the process. Green sand after pretreatment with NaOH solution (24 h) allowed to obtain high purity Zeolite A, but with low yield. This set of results indicated that the discarded foundry sands may have potential use for the proposed applications.

No presente estudo, a solidificação/estabilização de Pb, Ni, Cr e Mn em matrizes de argamassa foi avaliada. Crisotilas e Zeólita A foram utilizadas como materiais com potencial capacidade pozolânica, com o intuito de aumentar a resistência da matriz na estabilização dos metais avaliados, de forma a diminuir a lixiviação destes para o meio externo. Pb foi utilizado em estudo piloto. Na adição deste metal às matrizes é observada a tendência à lixiviação de Ca da mesma, a lixiviação se dá tanto na parte interna como externa das matrizes nas quais o metal foi adicionado. Esta redução de Ca potencializou a queda na resistência, observada nas matrizes expostas a pH na faixa de 5-8. O estudo com os demais metais, Cr, Ni e Mn, demonstrou lixiviação constante destes para o meio externo durante todo o período de monitoramento empregado no estudo, independente do meio externo aos quais as matrizes foram expostas. A técnica se solidificação/ estabilização mostrasse eficiente, para concentrações menores do que 10 % dos metais Ni e Mn. Com este teor houve estabilização completa destes metais. Excedendo Cr, cuja técnica se mostrou ineficaz, ou seja, a estabilização não ocorreu independente do teor deste metal adicionado a matriz. A zeólita A sintetizada, não melhorou as propriedades das matrizes e tampouco aumentou a estabilização de metais nas mesmas. As crisotilas empregadas melhoraram a resistência das matrizes, no estudo a crisotila CB7 sobressaiu em relação às demais. Avaliações posteriores, porém, demonstraram que a mesma não possui capacidade pozolânica, pelos métodos empregados nesta tese para avaliação deste parâmetro. Porém foi evidenciado, que a mesma ao ser adicionada à matriz, provocou redução do teor de metal lixiviado, para todos os metais avaliados no estudo. Desta forma, a crisotila CB7 provavelmente atua interagindo física ou quimicamente aos metais adicionados, diminuindo sua lixiviação para o meio externo, auxiliando sua imobilização nas matrizes de argamassa. / In this study, the solidification / stabilization of Pb, Ni, Cr and Mn in mortar matrixes was evaluated. Different types of Chrysotile and zeolite A were studied as potential pozzolanic materials in order to increase the strength of the matrix for metals the stabilization evaluated by reducing their leaching. Pb was used in a pilot study. Ca leaching ocorred from both inside and outside of the matrices in which Pb was added. A correlation between Ca leaching and resistance reduction was observed when the samples were exposed to pHs in the range of 5-8. The others metals, Cr, Ni and Mn, showed constant leaching to the external environment along two year, regardless of the external environment to which matrices were exposed. The solidification/stabilization technique was shown to be effective for concentrations lower than 10 % of Ni and Mn. This content showed complete metal stabilization. Excepting for Cr, which technique was shown to be unsuitable, the metal stabilization occurred for metal content up 1 %. A synthesized zeolite A has not improved the properties of the matrices nor increased metals stabilization. The improved resistance was observed for chrysotiles, especially for CB7 chrysotile type. However, the CB7 crysotile did not have pozzolanic capacity, according to the evaluated methods. But it was evident that when the CB7 crysotile was added into the matrix, it caused a reduction of the amount of leached Ni, Mn and Cr. Therefore, CB7 chrysotile probably acted by interacting physically or chemically or both with metals moieties, reducing their leaching to the external environment and improveing the metal immobilization into matrices.

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No presente estudo, a solidificação/estabilização de Pb, Ni, Cr e Mn em matrizes de argamassa foi avaliada. Crisotilas e Zeólita A foram utilizadas como materiais com potencial capacidade pozolânica, com o intuito de aumentar a resistência da matriz na estabilização dos metais avaliados, de forma a diminuir a lixiviação destes para o meio externo. Pb foi utilizado em estudo piloto. Na adição deste metal às matrizes é observada a tendência à lixiviação de Ca da mesma, a lixiviação se dá tanto na parte interna como externa das matrizes nas quais o metal foi adicionado. Esta redução de Ca potencializou a queda na resistência, observada nas matrizes expostas a pH na faixa de 5-8. O estudo com os demais metais, Cr, Ni e Mn, demonstrou lixiviação constante destes para o meio externo durante todo o período de monitoramento empregado no estudo, independente do meio externo aos quais as matrizes foram expostas. A técnica se solidificação/ estabilização mostrasse eficiente, para concentrações menores do que 10 % dos metais Ni e Mn. Com este teor houve estabilização completa destes metais. Excedendo Cr, cuja técnica se mostrou ineficaz, ou seja, a estabilização não ocorreu independente do teor deste metal adicionado a matriz. A zeólita A sintetizada, não melhorou as propriedades das matrizes e tampouco aumentou a estabilização de metais nas mesmas. As crisotilas empregadas melhoraram a resistência das matrizes, no estudo a crisotila CB7 sobressaiu em relação às demais. Avaliações posteriores, porém, demonstraram que a mesma não possui capacidade pozolânica, pelos métodos empregados nesta tese para avaliação deste parâmetro. Porém foi evidenciado, que a mesma ao ser adicionada à matriz, provocou redução do teor de metal lixiviado, para todos os metais avaliados no estudo. Desta forma, a crisotila CB7 provavelmente atua interagindo física ou quimicamente aos metais adicionados, diminuindo sua lixiviação para o meio externo, auxiliando sua imobilização nas matrizes de argamassa. / In this study, the solidification / stabilization of Pb, Ni, Cr and Mn in mortar matrixes was evaluated. Different types of Chrysotile and zeolite A were studied as potential pozzolanic materials in order to increase the strength of the matrix for metals the stabilization evaluated by reducing their leaching. Pb was used in a pilot study. Ca leaching ocorred from both inside and outside of the matrices in which Pb was added. A correlation between Ca leaching and resistance reduction was observed when the samples were exposed to pHs in the range of 5-8. The others metals, Cr, Ni and Mn, showed constant leaching to the external environment along two year, regardless of the external environment to which matrices were exposed. The solidification/stabilization technique was shown to be effective for concentrations lower than 10 % of Ni and Mn. This content showed complete metal stabilization. Excepting for Cr, which technique was shown to be unsuitable, the metal stabilization occurred for metal content up 1 %. A synthesized zeolite A has not improved the properties of the matrices nor increased metals stabilization. The improved resistance was observed for chrysotiles, especially for CB7 chrysotile type. However, the CB7 crysotile did not have pozzolanic capacity, according to the evaluated methods. But it was evident that when the CB7 crysotile was added into the matrix, it caused a reduction of the amount of leached Ni, Mn and Cr. Therefore, CB7 chrysotile probably acted by interacting physically or chemically or both with metals moieties, reducing their leaching to the external environment and improveing the metal immobilization into matrices.

DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES MICROPOROSOS QUE PUEDEN SER DE INTERÉS EN PROCESOS DE PETROLEOQUÍMICA Y QUÍMICA FINA, ASÍ COMO EN PROCESOS DE ADSORCIÓN Y SEPARACIÓN DE HIDROCARBUROS LIGEROS, TALES COMO HIDROCARBUROS LINEALES DE RAMIFICADOS O PARAFINAS DE OLEFINAS. EN CONCRETO SE PRETENDEN SINTETIZAR NUEVAS ZEOLITAS PURAMENTE SILÍCEAS O DE ALTA RELACIÓN Si/T(III) CON PROPIEDADES CATALÍTICAS Y DE ADSORCIÓN BIEN DEFINIDAS TANTO POR SU COMPOSICIÓN QUÍMICA COMO POR LA NATURALEZA Y DIMENSIONES DE SUS POROS. PARA ELLO, SE SINTETIZARÁN NUEVAS FAMILIAS DE AGENTES DIRECTORES DE ESTRUCTURA BASADOS EN CATIONES Y POLICATIONES PARA LA SÍNTESIS DE ZEOLITAS. SE HARÁ UN ESPECIAL HINCAPIÉ EN EL EMPLEO DE CATIONES QUE CONTENGAN FÓSFORO EN SU ESTRUCTURA YA QUE, ADEMÁS, PERMITIRÁN SU ESTUDIO MEDIANTE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR APLICADA A SÓLIDOS TANTO EN LOS MATERIALES FINALES COMO DURANTE EL PROCESO DE CRISTALIZACIÓN DE LA ZEOLITA. / Hernández Rodríguez, M. (2014). EMPLEO DE CATIONES FOSFONIO COMO AGENTES DIRECTORES DE ESTRUCTURA (ADEs) EN LA SÍNTESIS DE ZEOLITAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/35561 / TESIS

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / El arsénico (As) es un elemento traza abundante en ciertos lugares del mundo, en particular en las zonas cercanas a la Cordillera de los Andes como lo es el norte de Chile, donde la disolución del As se ve favorecida debido a las condiciones ambientales en este entorno volcánico. El arsénico presente en aguas subterráneas se mezcla con la alimentación de acuíferos a través del hielo derretido proveniente de los Andes, la cual es utilizada directamente como suministro de agua. Se estima que 1.8 de millones de personas en Chile están actualmente viviendo en áreas endémicas de arsénico, muchas de las cuales viven en zonas rurales, sin plantas de tratamiento de agua, por lo que el agua contaminada es ingerida regularmente. El objetivo principal de este trabajo consistió en estudiar el comportamiento del compósito Zeolita/nZVI (nanopartículas de hierro cero valente, por sus siglas en inglés) encapsulado por esferas de Alginato en sistemas batch y de columna continua en la remoción de arsenato en solución acuosa, para su aplicación como material para el diseño de un filtro de bajo costo. Se logró sintetizar de forma exitosa este material, el cual mostró una mayor velocidad y capacidad de sorción de arsenato (80,00 mg·g-1) que el material Z50 prístino (67,64 mg·g-1), posiblemente por el efecto de la matriz de Alginato en la estabilización del material Z50 y a la interacción entre el Alginato y arsenato. Por su parte, se comprobó que el Alginato cumple un rol importante en la cinética de sorción del As(V), aumentando el tiempo necesario para llegar al equilibrio debido a que el analito debe atravesar una nueva barrera difusiva proveniente de la estructura porosa del Alginato. Se estableció que la modificación en la síntesis del material de variables como catión gelificante, tiempo de gelificación, diámetro de las esferas y carga de Z50 en las esferas, son críticas en el proceso de sorción de arsenato. En particular, se concluyó que los valores óptimos para dichas variables fueron el uso de ZnCl2 como solución gelificante, un tiempo de residencia en la solución gelificante de 3 horas, una relación másica de Z50/Na-Alginato de 2:1 y un diámetro promedio de las esferas de 2,0 ± 0,3 milímetros. Finalmente, se verificó que el material Zn-Alg/Z50, cuyas variables de síntesis corresponden a las variables óptimas obtenidas, es capaz de remover arsenato tanto en sistemas batch como de columna continuos. En particular, se concluyó que la respuesta del material en un sistema de columna continuo indica la existencia de múltiples zonas de equilibrio, posiblemente debido a cambios en las etapas que limitan los procesos de transferencia de masa y difusión en el material. Estos resultados podrían tener un alto interés en la aplicación del material Zn-Alg/Z50 en sistemas ambientales de remoción continua de arsenato, como lo son las Barreras Reactivas Permeables, columnas industriales de tratamiento de agua y filtros de uso doméstico, no solo por sus mayores capacidades y velocidad de sorción, sino que también por la reducción de costos asociada a la síntesis del material. / FONDEF N° 17I10302 y CEDENNA FB0807