CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Os BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) constituem preocupaÃÃo particular pela sua toxicidade, sendo formados no meio ambiente pela oxidaÃÃo incompleta dos combustÃveis fÃsseis, os quais contaminam a atmosfera; pelo descarte de efluentes industriais, por derrames durante o transporte e por vazamentos em postos de combustÃveis, contaminando o solo e a Ãgua, e acumulando-se, principalmente, nas Ãguas subterrÃneas. Tecnologias convencionais e avanÃadas vÃm sendo utilizadas na tentativa de tratamento e remediaÃÃo de Ãreas contaminadas por BTEX. As zeÃlitas englobam grande nÃmero de minerais naturais e sintÃticos que apresentam caracterÃsticas comuns. O grande potencial de aplicaÃÃo das zeÃlitas sintÃticas na Ãrea ambiental à mundialmente comprovado. Neste trabalho, avaliou-se a modificaÃÃo superficial da zeÃlita sintÃtica Y com surfactante HDTMA-Br e sua aplicaÃÃo para a remoÃÃo de BTEX de amostras aquosa. Foi realizado estudo da capacidade de troca catiÃnica (CTC) da zeÃlita e em seguida foram realizadas trÃs modificaÃÃes da zeÃlita com surfactante, correspondente a 50% da CTC, 100% da CTC e 200% da CTC. A zeÃlita sintÃtica e as modificadas foram submetidas a teste de adsorÃÃo dos BTEX. Os resultados mostraram que dentre as zeÃlitas modificadas, a ZMS-100 se mostrou mais eficiente na remoÃÃo dos BTEX. Este material foi utilizado para estudo de cinÃtica e isoterma de adsorÃÃo. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multicomponente foi atingido em 6 horas e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. Foram utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Temkin para avaliar o mecanismo de adsorÃÃo dos BTEX pela ZMS-100. O modelo de Temkin foi adequado para todos os BTEX em um sistema multicomponente e os valores de capacidade de adsorÃÃo mÃxima foram de 175, 32; 164,58; 162,22; 152,41; 150,42 mg/g para m,p-xilenos, o-xileno, etilbenzeno, tolueno e benzeno, respectivamente. Foi realizado estudo de ciclos de regeneraÃÃo do material em batelada e os resultados mostraram que o adsorvente sà pode ser utilizado para um ciclo de adsorÃÃo na remoÃÃo do benzeno, para os outros componentes à possÃvel realizar quatro ciclos de adsorÃÃo. / BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) are organic compounds of particular concern due to their toxicity. BTEX occur in the environment as products of incomplete oxidation of fossil fuels, thus polluting the atmosphere. Also, the disposal of industrial effluents, oil spills, and fuels leaks at gas stations are sources of BTEX contamination in soil and water, resulting in their accumulation mainly in groundwater. Conventional and advanced technologies have been used for treatment and remediation of contaminated areas. Zeolites include many natural and synthetic minerals that have characteristics in common. The potential application of synthetic zeolites in the environmental field has been reported worldwide. In this work, surface modification of synthetic zeolite Y by Hexadecyltrimethylammonium (HDTMA-Br) was studied, as well as its application for removal of BTEX from aqueous solution. The zeolite cation exchange capacity (CEC) was evaluated and three modifications of the zeolite with surfactant HDTMA-Br were carried out, with results corresponding to 50%, 100%, and 200% of CEC. The results of BTEX adsorption experiments onto both synthetic and modified zeolites showed that the ZMS-100 was the most efficient modified zeolite for BTEX removal. Adsorption isotherms and kinetics study of this material were carried out. Kinetics study indicated that multicomponent adsorption equilibrium was reached in 6 hours and followed pseudo-second order kinetics. Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Temkin models were used to evaluate the adsorption capacity of BTEX by ZMS-100. Temkin model was found to be suitable all BTEX in a multicomponent system, and maximum adsorption capacities of 175, 32, 164.58, 162.22, 152.41, and 150.42 mg g-1 were observed for m-xylene, p-xylene, o-xylene, ethylbenzene, toluene and benzene, respectively. Regeneration cycles of the zeolite were also performed and the results showed that the adsorbent can be used only for one adsorption cycle for the removal of benzene, while for the other BTEX up to four regeneration cycles can be achieved.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A exigÃncia de um maior controle na emissÃo de poluentes de automÃveis, com uma reduÃÃo na emissÃo de enxofre, tem levado a um intenso esforÃo de pesquisas sobre tÃcnicas de remoÃÃo de sulfurados nos combustÃveis. Nos Ãltimos anos, a adsorÃÃo à vista como uma tÃcnica alternativa adequada para atingir os nÃveis de dessulfurizaÃÃo das correntes das unidades de processo de hidrodessulfurizaÃÃo (HDS). O processo HDS à muito eficiente na remoÃÃo de mercaptanas e dissulfetos, porÃm maior severidade seria necessÃria para converter as molÃculas cÃclicas de enxofre, tais como tiofenos e benzotiofenos. Devido ao tamanho volumoso destes compostos refratÃrios de enxofre, adsorventes mesoporosos sÃo vistos como mais adequado para a adsorÃÃo do que sÃlidos microporosos convencionais, tais como zeÃlitas. A dessulfurizaÃÃo por adsorÃÃo com adsorventes modificados e seletivos à um processo alternativo promissor com relaÃÃo à hidrodessulfurizaÃÃo convencional por se tratar de um processo que nÃo necessita de condiÃÃes severas de operaÃÃo que comprometam a octanagem da gasolina e o custo final de operaÃÃo. Neste trabalho foi realizado um estudo de remoÃÃo de enxofre a partir de soluÃÃes de benzotiofeno em iso-octano, utilizando os adsorventes SBA-15 e SBA-15/PdCl2. Ãrea superficial BET, volume de poros e diÃmetro de poro dos materiais mesoporos, SBA-15 e SBA-15/PdCl2, foram medidos. A adsorÃÃo do benzotiofeno em iso-octano foi avaliada atravÃs do estudo dinÃmico usando uma coluna de leito fixo em escala de laboratÃrio, utilizando os adsorventes SBA-15 e SBA-15/PdCl2. Para a SBA-15/PdCl2 o estudo de adsorÃÃo em leito fixo foi realizado em quatro temperaturas: 25, 35, 45 e 60ÂC. Curvas de breakthrough foram simuladas de acordo com um modelo matemÃtico que considera as seguintes hipÃteses: operaÃÃo isotÃrmica, fluxo com dispersÃo axial, taxa de fluxo constante, resistÃncia à transferÃncia de massa externa Ãs partÃculas (filme) desprezÃvel, transferÃncia de massa descrita por uma aproximaÃÃo de forÃa motriz linear (LDF), isoterma de adsorÃÃo linear e equilÃbrio de adsorÃÃo atingido instantaneamente na superfÃcie externa das partÃculas adsorventes. Os resultados confirmaram a eficiÃncia da SBA-15/PdCl2 para a utilizaÃÃo em processos de adsorÃÃo de compostos sulfurados. / The demand of a larger control in the emission of pollutants from automobiles, with a reduction in the emission of sulfur, has led to an intense research effort on techniques of sulfur removal from fuels. In the last few years, adsorption is thought to be a suitable polishing technique to achieve a deep desulfurization of streams from hydrodesulfurization (HDS) units. The HDS process is very efficient in the removal of mercaptans and disulfides but higher severity would be required to convert cyclic sulfur molecules, such as tiophenes and benzotiophenes. Due to the bulky size of these refractory sulfur compounds, mesoporous adsorbents are thought to be best suited for adsorption than conventional microporous solids, such as zeolites. The desulfurization by adsorption with modified and selective sorbents is a promising alternative process when compared to the conventional hydrodesulfurization once that process does not need severe conditions of operation which compromise the octane of the gasoline and the final cost of operation. In this present work, a study was coducted to remove sulfur from benzothiophene solutions in isooctante, using the adsorbent SBA-15 and SBA-15/PdCl2. BET surface area, pore volume and pore diameter of SBA-15 and SBA-15/PdCl2 mesoporous materials were measured. Adsorptive desulfurization in benzothiophene/isooctane mixture was carried trough dynamic study using a column of fixed bed in laboratory scale, using sorbents SBA-15 and SBA-15/PdCl2. The adsorption study using SBA-15/PdCl2 was carried on four temperatures: 25, 35, 45 and 60ÂC. Breakthrough curves were simulated according to a mathematical model that assumes the following hypotheses: isothermal operation; flow with axial dispersion; constant fluid flow rate; negligible external film resistance to mass transfer; internal mass transfer described by LDF approximation; linear adsorption isotherm and equilibrium reached instantaneously at the external surface of adsorbent particles. The results confirmed the efficiency of SBA-15/PdCl2 for use in adsorption process of sulfur compounds.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O uso de cilindros recheados com carbono ativado para armazenamento e transporte de gÃs natural (GN) a pressÃes moderadas (~3,5 MPa) e a temperatura ambiente (~298 K) tÃm sido estudados como uma potencial alternativa para o armazenamento de GN comprimido a altas pressÃes (~20 MPa). O presente trabalho fornece uma investigaÃÃo experimental de ciclos de carga e descarga de GN em um vaso de armazenamento de gÃs natural adsorvido (GNA) recheado com carbono ativado. à avaliado tambÃm o efeito da composiÃÃo do GN na capacidade de armazenamento. As propriedades de adsorÃÃo foram verificadas a partir de isotermas de cada componente do GN medidas em uma balanÃa de suspensÃo magnÃtica e comparadas com dados de adsorÃÃo medidos no vaso de armazenamento usando GN. As seletividades dos principais componentes do gÃs natural em relaÃÃo ao metano foram determinadas e a influencia da pressÃo nessa seletividade tambÃm foi observada. Apesar de o GN ser composto principalmente por metano (~90% em volume), foi observado que a adsorÃÃo preferencial pelos hidrocarbonetos mais pesados e CO2 deve ser levada em conta para a avaliaÃÃo do comportamento de sistemas GNA ao longo de vÃrios ciclos de carga e descarga. Foi estudado tambÃm para esse trabalho a separaÃÃo de CO2 de misturas de CO2/CH4, que à uma importante questÃo na purificaÃÃo do gÃs natural e biogÃs para aplicaÃÃo em geraÃÃo de energia. Dessa forma, dados de adsorÃÃo de mistura CO2/CH4 em carbono ativado a 293 K foram obtidos pelo mÃtodo volumÃtrico-cromatogrÃfico e comparados com a IAST (Teoria da SoluÃÃo Adsorvida Ideal) e com o modelo de Langmuir estendido (EL). AdsorÃÃo preferencial de CO2 foi observada para a composiÃÃo de mistura de CO2 maiores que 20% aproximadamente. A precisÃo das prediÃÃes foi menor do que a desejÃvel para uma aplicaÃÃo em projetos de engenharia. / The use of vessels filled with activated carbon to store and transport natural gas (NG) at moderate pressures (about 3.5 MPa) and ambient temperature (about 298 K) has been studied as a potential alternative to compressed natural gas storage at high pressures (ca. 20 MPa). The present study provides an experimental investigation of charge and discharge cycles of natural gas in a prototype storage vessel filled with activated carbon and analyses the effect of the gas composition on the adsorption capacity. The adsorption properties were evaluated by measuring isotherms for each component of NG in a magnetic suspension balance and compared with the isotherms measured in a storage vessel using NG. The selectivities of the main constituents of natural gas in relation to methane were determined and the influence of the pressure on the selectivity was also observed. Although NG is composed mainly of methane (ca. 90% vol.), our experimental results indicate that the preferential adsorption of the heavier hydrocarbons and CO2 should be properly taken into account for the evaluation of the behavior of adsorbed natural gas systems along several charge and discharge cycles. In an another context, the separation of CO2 from CO2-CH4 mixtures is an important issue in natural gas and biogas purification/upgrading for energy generation applications and it was also studied in this work. Thus, co-adsorption data of the binary mixture CO2/CH4 on activated carbon at 293 K was obtained by the volumetricchromatographic method and it was compared with the IAST (Ideal Adsorbed Solution Theory) and the Extended Langmuir (EL) predictions. Preferential adsorption of CO2 was observed for the CO2 mixture composition more than around 20%. The accuracy of predictions was less than desirable to an application engineer.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As emissÃes de gases poluentes devido à queima de combustÃveis fÃsseis sÃo as principais fontes emissoras de gases, tais como o CO2, que causam o efeito estufa. Neste Ãmbito, a remoÃÃo de CO2 por adsorÃÃo tem sido estudada como uma alternativa para atenuar os efeitos ao ambiente. Este estudo apresenta o projeto, montagem e validaÃÃo experimental de um sistema microcalorimÃtrico de adsorÃÃo para mediÃÃes simultÃneas de isotermas e calores de adsorÃÃo aplicados à caracterizaÃÃo de materiais adsorventes. A metodologia experimental dividiu-se em trÃs etapas: calibraÃÃo elÃtrica do microcalorÃmetro, montagem do sistema volumÃtrico de adsorÃÃo e mediÃÃes simultÃneas de equilÃbrio e curvas calorimÃtricas de adsorÃÃo de CO2 em adsorventes. O microcalorÃmetro foi calibrado eletricamente pelos mÃtodos do input elÃtrico e estado estacionÃrio. Contudo, somente o valor de constante de calibraÃÃo, K, obtido pelo input elÃtrico foi considerado nos cÃlculos de calores diferenciais de adsorÃÃo, uma vez que à mais representativo da resposta calorimÃtrica à adsorÃÃo de gases. O sistema volumÃtrico foi construÃdo em aÃo inoxidÃvel e, entÃo, calibrado para obter com precisÃo o nÃmero de moles adsorvidos em cada estÃgio de equilÃbrio. Finalmente, foram obtidas isotermas e calores diferenciais de adsorÃÃo de CO2 em adsorventes. As amostras foram previamente caracterizadas em relaÃÃo as suas propriedades texturais. O carbono ativado exibiu alta Ãrea superficial BET e alto volume microporos, que à caracterÃstico desta classe de materiais. O processo de funcionalizaÃÃo do zeÃlito 13X reduziu o valor de superfÃcie especÃfica em aproximadamente 16%, devido à obstruÃÃo parcial dos poros pela soluÃÃo de amina. Nos ensaios microcalorimÃtricos de adsorÃÃo, as curvas calorimÃtricas de CO2 a 273K para o zeÃlito 13X concordaram bem com os dados disponÃveis na literatura validando, pois, o sistema microcalorimÃtrico. A reprodutibilidade do sistema foi verificada atravÃs de experimentos de adsorÃÃo de CO2 a 273 K em carbono ativado. Para o zeÃlito 13X funcionalizado, a curva calorimÃtrica diferencial revelou que o processo de fisissorÃÃo à acompanhado pelo fenÃmeno de adsorÃÃo quÃmica devido à presenÃa da amina na superfÃcie do sÃlido. / Emissions of pollutant gases from the burning of fossil fuels are the main sources of gases such as CO2, which cause the greenhouse effect. In this context, the CO2 removal by adsorption has been studied as an alternative to reduce the effects to the environment. This study presents the design, assembly and experimental validation of a microcalorimetric adsorption system for simultaneous measurements of isotherms and heats of adsorption applied to the characterization of the adsorbent material. The experimental methodology was divided into three steps: the electric calibration of the microcalorimeter, the assembly of the volumetric adsorption system and the simultaneous measurements of the equilibrium and calorimetric curves of adsorption of CO2. The microcalorimeter was calibrated by the electrical input and the steady state methods. However, only the value of calibration constant, K, obtained by the electrical input was considered in the calculation of the differential heats of adsorption, because of it is more representative of the calorimetric response for the adsorption of gases. The volumetric system was constructed in stainless steel and then calibrated accurately to get the exact number of adsorbed moles at each equilibrium stage. Finally, it was obtained isotherms and differential heats of adsorption of CO2 on representative adsorbents. The samples were previously characterized for their textural properties. The activated carbon exhibited high BET surface area and micropore volume, which is characteristic of this type of material. The process of functionalization of the zeolite 13X has reduced the value of specific surface in approximately 16% due to the partial blockage of the pores by amine. In the microcalorimetric adsorption analysis, the calorimetric curves of CO2 at 273 K for the zeolite 13X agreed well with the available data in the literature, validating the microcalorimetric system. The reproducibility of the system was verified through experiments of adsorption of CO2 at 273 K on activated carbon sample. For the functionalized zeolite 13X, the differential calorimetric curve showed that the physisorption process is accompanied by the chemical adsorption phenomenon due to the presence of the amine on the surface of the solid.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho relata a utilizaÃÃo das fibras de sisal e bananeira como agente de reforÃo na preparaÃÃo de compÃsitos de matriz termorrÃgida fenÃlica derivada do LCC (LÃquido da Casca da Castanha de Caju) e como material adsorvedor de metais tÃxicos (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 e Cu+2). Foram conduzidas modificaÃÃes superficiais nas fibras de sisal atravÃs de tratamento alcalino (NaOH) nas concentraÃÃo 5% e 10% e bananeira nas concentraÃÃes de 0,25%, 0,5% e 1% seguido de branqueamento e amaciamento das fibras com hipoclorito de sÃdio (NaClO/H2O 1:1). As anÃlises de investigaÃÃo das fibras de sisal e bananeira apresentaram claramente modificaÃÃes estruturais como conseqÃÃncia da remoÃÃo parcial de macrocomponentes (hemicelulose, celulose e lignina) apÃs tratamento quÃmico. Constatou-se tambÃm que todos os tratamentos aplicados Ãs fibras vegetais, em geral, tornaram o adsorvente (fibras) mais eficiente (adsortivo) em relaÃÃo ao material bruto, entretanto os tratamentos com NaOH 5% e NaOH 0,25% aplicados nas fibras de sisal e bananeira respectivamente, foram mais efetivos que os demais tratamentos correspondentes. Para os compÃsitos dessas fibras, foi observado que apÃs o tratamento alcalino, com a remoÃÃo de componentes nÃo celulÃsicos, ocorreu de fato uma melhor adesÃo agente de reforÃo/matriz fenÃlica. Para caracterizaÃÃo das fibras lignocelulÃsicas foram utilizadas as seguintes tÃcnicas: Espectrofotometria de absorÃÃo atÃmica (EAA), Termogravimetria (TG), DifraÃÃo de Raios-X (DRX), FluorescÃncia de Raios-X (FRX), Medidas DielÃtricas (Tangente de perda dielÃtrica, Condutividade dielÃtrica e Permissividade dielÃtrica), Espectroscopia no infravermelho (IV), BiodegradaÃÃo em solo simulado e MEV (Microscopia de Varredura EletrÃnica). Os compÃsitos obtidos foram caracterizados atravÃs de anÃlise dinÃmico mecÃnica (DMA), TG, Calorimetria ExploratÃria Diferencial (DSC) e MEV. Os resultados revelaram que os compÃsitos de sisal apresentaram melhores resultados como reforÃo de matriz fenÃlica que os compÃsitos de bananeira, possivelmente devido ao maior teor de celulose, que à o componente das fibras lignocelulÃsicas que confere resistÃncia mecÃnica. / In this work, lignocellulosic fibers from two sources (sisal and banana pseudo stem) were used as reinforcing agents in the preparation of phenolic matrix composites derived from cashew nut shell liquid (CNSL) and as material to adsorb toxic metals (Pb+2, Ni+2, Cd+2, Zn+2 and Cu+2). Surface changes were induced in the sisal fibers by immersion in alkali solutions at 5% and 10% concentrations, while for the banana stem material the concentrations were 0.25%, 0.5% and 1%. Then the fibers were treated with sodium hypochlorite (NaClO/H2O 1:1) to bleach and soften them. Scanning electron microscopy showed significant improvement in the fiber surfaces after chemical treatment. All treatments made the fibers more adsorbent than the untreated material. However, the treatments with NaOH 5% and NaOH 0.25% were more effective than the others. For the composites of these fibers, after the alkali treatment was verified an improved interface between the reinforcement agent and phenolic matrix. The following techniques were used to characterize the lignocellulosic fibers: atomic absorption spectrophotometry, thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), measurement of electric properties (dielectric permittivity, loss tangent and dielectric conductivity), infrared spectroscopy (IR), biodegradation in simulated soil and scanning electron microscopy (SEM). The composites obtained were characterized by dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimetrry (DSC), TG and SEM. The results revealed that the sisal composites performed better as reinforcement of phenolic matrixes than banana tree composites, possibly due to the higher content of cellulose, which is the component of lignocellulosic fibers that provides mechanical resistance.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Na cultura da cana-de-aÃÃcar, por razÃes econÃmicas e ambientais, a queima da palhada, feita para facilitar a colheita e o transporte, vem sendo substituÃda pela colheita mecanizada. Sabe-se que a manutenÃÃo da palhada sobre o solo influencia a dinÃmica da Ãgua, nutrientes e matÃria orgÃnica, mas seus efeitos ainda nÃo sÃo suficientemente conhecidos. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do manejo do solo cultivado com cana-de-aÃÃcar sem a queima prÃvia do canavial para a colheita, comparado com a mata nativa, sobre a matÃria orgÃnica do solo e, por consequÃncia, os efeitos desta sobre o fÃsforo do solo. Para tanto, foram determinados, nas profundidades de 0 â 2,5, 2,5 â 5, 5 â 10 , 10 â 20 e 20 â 30 cm, os teores de carbono orgÃnico total (COT) e particulado (COP) e seus respectivos estoques (EstCOT e EstCOP), a matÃria orgÃnica leve (MOL), fracionada pelo mÃtodo da flotaÃÃo em Ãgua, as concentraÃÃes de fÃsforo orgÃnico e inorgÃnico obtidas atravÃs da extraÃÃo sequencial proposta por Hedley et al.(1982) com modificaÃÃes e a capacidade mÃxima de adsorÃÃo de fÃsforo do solo (CMAP). As amostras de solo para as anÃlises foram coletadas de uma Ãrea sob cultivo de cana-de-aÃÃcar e de uma Ãrea contÃgua sob vegetaÃÃo nativa, ambas localizadas no municÃpio de Paraipaba â CE. Os resultados obtidos foram submetidos à anÃlise de variÃncia e comparados entre si pelo Teste de Tukey (p< 0,05) utilizando-se para tanto, o programa estatÃstico Assistat. Os maiores teores de COT e COP foram encontrados na primeira camada da Ãrea de mata. Em profundidade, os teores de COP na Ãrea de cana foram superiores. O EstCOT foi superior na Ãrea de mata, no entanto, o EstCOP foi superior na Ãrea sob cultivo de cana. As maiores concentraÃÃes de MOL foram encontradas nas primeiras camadas da Ãrea cultivada, nÃo diferindo da Ãrea de mata em profundidade. A concentraÃÃo de fÃsforo orgÃnico foi superior a concentraÃÃo de fÃsforo inorgÃnico nas duas Ãreas. Entre as fraÃÃes orgÃnicas obtidas pelo fracionamento de Hedley, a fraÃÃo orgÃnica bicarbonato (Po bic) foi a que obteve maior proporÃÃo em relaÃÃo ao fÃsforo total do solo. Dentre as fraÃÃes inorgÃnicas, a fraÃÃo inorgÃnica hidrÃxido 0,1 (Pi hid 0,1) apresentou-se em maiores concentraÃÃes que as demais. O maior valor de CMAP foi obtido na ultima camada da Ãrea de mata e o menor valor encontrado na primeira camada da Ãrea cultivada. Observou-se correlaÃÃo negativa entre os valores de COP e MOL com os valores de CMAP na Ãrea sob cultivo. Os maiores valores de CMAP foram encontrados nas camadas com menores concentraÃÃes de COP e MOL. Essa tendÃncia nÃo foi observada na Ãrea de mata. No geral, na ultima camada avaliada (20 â 30 cm), nÃo se observou diferenÃas significativas para as caracterÃsticas avaliadas entre as duas Ãreas. Nessa profundidade, a influÃncia do sistema de manejo à mÃnima. / Considering the sugar cane crop, for economic and environmental reasons, the burning of straw, used to facilitate the crop harvest and transportation, has been replaced by mechanical harvesting. It is known that the maintenance of straw on the soil influences the dynamics of water, nutrients and organic matter, but its effects are not yet sufficiently known. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of soil management cultivated with sugar cane without burning the plants prior to harvest, compared with the soil under native forest, on soil organic matter and, consequently, the effect on the phosphorus in the soil profile. To do so, it was determined, at depths from 0 - 2.5, 2.5 - 5, 5-10, 10-20 and 20 - 30 cm, the concentrations of the total organic carbon (TOC) and the particulate organic carbon (POC), as well as their accumulated amounts (EstCOT and EstCOP), light organic matter (LOM), which was fractionated by the method of flotation in water, concentrations of organic and inorganic phosphorus, obtained by sequential extraction proposed by Hedley et al. (1982) with modifications, and soil P maximum adsorption capacity (PMAC). Soil samples for analysis were collected from an area under cultivation of sugar cane and from a contiguous soil area under native vegetation, both located in the municipality of Paraipaba - CE. The results were subjected to analysis of variance and compared by Tukey test (p <0.05), using, for this purpose, the statistical program Assistat. The highest TOC and POC were found in the first soil layer of the forest area. At depth, the concentrations of COP in the area of sugar cane crop were higher. The EstCOT was higher in the forest, however, it was also higher in EstCOP in the area under sugar cane cultivation. The highest concentrations of MOL were found in the first soil layers of the sugar cane cultivated area, but not differing from the soil forest area in depth. The concentration of organic phosphorus was higher than the concentration of inorganic phosphorus in the two areas. Among the organic fractions, obtained by fractionation of Hedley method, the organic bicarbonate fraction P (bic Po) was proportionally the highest one present in the total soil phosphorus. Among the inorganic, the 0.1 hydroxide inorganic P fraction (Pi hid 0.1) appeared in higher concentrations than the others. The highest value of PMAC was obtained in the deepest soil layer of the forest area and the lowest PMAC value was found in the first soil layer of the sugar cane cultivated area. There was negative correlation between the values of both COP and MOL with CMAP values in the area under cane cultivation. The highest values of CMAP were found in layers with lower concentrations of COP and MOL. This trend was not observed in the forested area. Considering the deepest soil layer evaluated (20-30 cm) for the two soil areas, it was found no significant differences for the evaluated characteristics between the two areas. At this soil layer, the influence of the management system was almost null.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Apresenta a validaÃÃo experimental de um novo refrigerador solar por adsorÃÃo com aquecimento indireto. Os componentes do refrigerador sÃo: adsorvedor, condensador, evaporador e coletor solar. A escolha do par adsorbato / adsorvente, Ãgua e sÃlica gel tipo RD, respectivamente, levou em consideraÃÃo as temperaturas alcanÃadas pelos coletores e disponÃveis para a dessorÃÃo do fluÃdo refrigerante (Ãgua) das cavidades do material adsorvente (sÃlido poroso). Devido à coexistÃncia das etapas de aquecimento e resfriamento no adsorvedor, foi definida uma geometria para este componente capaz de permitir uma melhor dissipaÃÃo de calor no material adsorvente na fase de resfriamento, e a conservaÃÃo de energia tÃrmica durante a fase de aquecimento. Os resultados experimentais comprovaram o funcionamento do refrigerador, visto que foram atingidas temperaturas de 140ÂC na entrada do adsorvedor, 80ÂC no leito adsortivo e de 4,4ÂC no evaporador, possibilitando sua aplicaÃÃo em sistemas de condicionamento de ar / This work presents the experimental validation of a new adsorption solar refrigeration with indirect heating. The components of the refrigerator are: an adsorber, a condenser, an evaporator, and a solar collector. The choice of the adsorbate / adsorbent pair, water and silica gel type RD, respectively, took into consideration the temperatures reached by the solar collectors and available for the desorption of the refrigerant fluid (water) from the cavities of the adsorbent material (a porous solid). Due to the co-existence of the heating and cooling phases in the adsorber, a specific geometry for this component was defined so as to allow a good heat dissipation in the adsorbent material in the cooling phase, and the conservation of thermal energy in the heating phase. The experimental results validate the operation of the refrigerator, as temperature valves of 140ÂC at the inlet of the adsorber, of 80ÂC in the adsorber bed, and of 4,4ÂC in the evaporator were reached, allowing its application in air conditioning systems

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O aumento nos nÃveis de CO2 na atmosfera tem acarretado um notÃvel impacto sobre o efeito estufa, aquecimento global e a problemÃtica das mudanÃas climÃticas. Na literatura tÃcnico-cientÃfica, tem-se abordado frequentemente a separaÃÃo de CO2 de correntes gasosas emitidas por fontes estacionÃrias associadas a processos de combustÃo. VÃrias tÃcnicas de separaÃÃo vÃm sendo estudadas, entre elas a de adsorÃÃo em sÃlidos porosos. Os mecanismos de adsorÃÃo podem variar de uma fraca fisissorÃÃo a uma forte interaÃÃo quÃmica. Para sua implantaÃÃo, à fundamental que o adsorvente utilizado apresente alta seletividade pelo CO2, grande capacidade de adsorÃÃo e mantenha suas propriedades aproximadamente constantes em uso continuado (ciclos de adsorÃÃo e dessorÃÃo). Este estudo avaliou a utilizaÃÃo de carbonos ativados e zeolitos comerciais, como tais e modificados com impregnaÃÃo de aminas, objetivando determinar a capacidade de adsorÃÃo e seletividade por CO2. Foi realizada a caracterizaÃÃo textural dos adsorventes atravÃs de isotermas de N2 a 77 K. Avaliou-se o equilÃbrio de adsorÃÃo monocomponente dos principais constituintes dos gases de queima (CO2, CH4 e N2) em uma faixa de pressÃo desde o vÃcuo atà 10 bar e duas temperaturas (298 e 348 K). A impregnaÃÃo com amina teve um efeito negativo sobre as propriedades texturais (Ãrea superficial, volume de poros) para o zeolito 13X e algumas amostras de carvÃo ativado, provavelmente devido a elevadas concentraÃÃes de soluÃÃes impregnantes e à secagem em atmosfera oxidativa. A impregnaÃÃo realizada com a soluÃÃo de amina diluÃda sob atmosfera inerte nÃo afetou significativamente a textura do carvÃo ativado modificado. AlÃm disso, a capacidade de adsorÃÃo foi aumentada para o carbono aminado a 348 K, provavelmente devido a interaÃÃes quÃmicas entre os grupos amino e o CO2. Como regra geral, a capacidade de adsorÃÃo de CO2 foi alta em carvÃo ativado em altas pressÃes (> 10 bar) e em zeolitos em baixas pressÃes (0 - 2 bar). / The increase in CO2 levels in the atmosphere has had a remarkable impact on the greenhouse effect, global warming and climate change issues. More recently, there has been an increasingly large number of publications dealing with the separation of CO2 from gaseous streams emitted from stationary sources associated with combustion processes (e.g., thermal energy generation). Several approaches to capture CO2 have been proposed, including adsorption on porous solids. Adsorption mechanisms may vary from weak physisorption to strong chemisorption interactions. It is essential that the adsorbent exhibits high CO2 selectivity, large adsorption capacity and that such properties are kept constant upon prolonged use (adsorption and desorption cycles). In this study, commercial activated carbon and 13 X zeolite were used, as such and after being impregnated with amino groups, in order to increase the adsorption capacity and selectivity. The textural characterization was performed by N2 isotherms at 77 K and adsorption equilibrium for target gases was studied for the adsorbents with adequate textural characteristics. CO2, CH4 and N2 monocomponent adsorption isotherms on the pre-selected adsorbents were measured in the pressure range up to 10 bar and two temperatures (298 and 348 K) in order evaluate the adsorption capacity and selectivity. The amine impregnation had a detrimental effect on the textural properties (surface area, pore volume) for zeolite 13X and some activated carbon samples, probably due to inadequate impregnation and drying conditions. Impregnation carried out with dilute amine solution and dried under inert atmosphere did not affect significantly the texture of the modified activated carbon. Moreover, the adsorption capacity was enhanced for this modified carbon at the 348 K, probably due to chemical interactions between the amino group and CO2. As a general rule, the CO2 adsorption capacity was high on activated carbon at high pressures (> 10 bar) and on zeolites at low pressures (0 â 2 bar).

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O objetivo desta dissertaÃÃo foi otimizar o processo de produÃÃo de biodiesel pela reaÃÃo de transesterificaÃÃo do Ãleo de mamona via rota metÃlica, aplicando tÃcnicas de adsorÃÃo para a remoÃÃo da Ãgua formada durante a reaÃÃo de produÃÃo do catalisador bÃsico homogÃneo (hidrÃxido de potÃssio + metanol----metÃxido de potÃssio + Ãgua) e reduzindo a acidez do Ãleo de mamona. A Ãgua, formada junto com o metÃxido de potÃssio, quando em contato com os triglicerÃdeos do Ãleo, reage atravÃs de uma reaÃÃo secundÃria de saponificaÃÃo, produzindo sabÃo e reduzindo o rendimento da reaÃÃo de transesterificaÃÃo. Foram realizados estudos preliminares de adsorÃÃo com o sistema metanol/Ãgua para a determinaÃÃo dos dados de equilÃbrio e cinÃtica de adsorÃÃo com o zeolito 3A. Realizou-se um planejamento experimental para estudar as variÃveis que interferem na formaÃÃo da Ãgua e do metÃxido de potÃssio como, a concentraÃÃo de KOH e a concentraÃÃo de adsorvente colocada no meio reacional. Para a resposta quantidade de metilato formado, apenas a variÃvel independente concentraÃÃo de KOH mostrou-se estatisticamente significativa para um intervalo de confianÃa de 90%. Para a resposta quantidade de Ãgua presente no meio reacional, apenas a interaÃÃo entre a concentraÃÃo de KOH e a concentraÃÃo de adsorvente, ambos no modelo linear, foram estatisticamente significativos. Realizou-se tambÃm estudos de adsorÃÃo no catalisador em uma coluna de leito fixo, na qual avaliou-se a influÃncia do tamanho do diÃmetro da partÃcula (3,1 mm; 3,68 mm e 4,38 mm) e da vazÃo de alimentaÃÃo (2 e 6 mL/min). A melhor condiÃÃo dos parÃmetros estudados foi para o menor diÃmetro da partÃcula e para a maior vazÃo e alimentaÃÃo, pois observou-se uma reduÃÃo da resistÃncia a transferÃncia de massa a nÃvel externo a partÃcula adsorvente. Realizou-se reaÃÃes de transesterificaÃÃo em diferentes condiÃÃes para avaliar o efeito da acidez do Ãleo de mamona e da remoÃÃo de Ãgua por adsorÃÃo no catalisador. O Ãleo de mamona tinha uma acidez de 4mgKOH/g, considerada alta para ser utilizado na reaÃÃo de transesterificaÃÃo. Para reduzir esta acidez, realizou-se uma etapa de neutralizaÃÃo deste Ãleo utilizando o co-produto da reaÃÃo, fase glicerinosa. Obteve-se um bom resultado com a reduÃÃo da acidez para 0,48 mgKOH/g. Observou-se que a maior conversÃo em Ãsteres metÃlicos foi de 93,79 % para o biodiesel preparado a partir da reaÃÃo de transesterificaÃÃo do Ãleo de mamona neutralizado e com o catalisador oriundo do processo de adsorÃÃo. Observou-se que a adsorÃÃo no catalisador apresenta uma melhora de 12% nos resultados de conversÃo e Ãsteres metÃlicos. / This dissertation aimed to optimize the transesterification reaction for biodiesel production using castor oil and a basic homogeneous catalyst. To the reaction was analyzed for catalyst production (sodium hydroxide + methanol methoxide potassium + water) and by reducing the castor oil, acid value. Adsorption was applied to remove the water formed in the process, because water deactivates the catalyst and shifts the equilibrium towards the hydrolysis reaction, forming soap. The thermodynamic and kinetic study of liquid phase adsorption of methanol-water mixtures was carried out using zeolite 3A as adsorbent. An experimental design was carried out for the reaction for catalyst production. The variables concentration of KOH and adsorbent concentration in the reaction were investigated. The concentration of KOH was the most statistically significant response on the amount of methoxide formed during the production of the catalyst (within a 90% level of confidence). To the amount of water present in the reaction, just the interaction between the concentration of KOH and the adsorbent concentration, both in the linear term, were statistically significant. Tests for catalyst production in a porous bed were carried out. The studied factors were average grain size (3,1 mm; 3,68 mm and 4,38 mm) and uptake flow rate (2 and to 6 mL/min). The best condition were the smallest diameter of the particle and the highest uptake flow rate, because there was a reduction of resistance to mass transfer at the particle sorbent. The transesterification reaction were carried out in different conditions to evaluate the effect of the acidity of the castor oil and the effect of the removal of water by adsorption during the production of the catalyst. The castor oil presented an acidity of 4 mgKOH/g which can be considered high to be used in the transesterification reaction. To reduce the acidity, a neutralization step of oil using the co-product of the reaction (glycerin). The neutralization step with glycerin was able to reduce the acidity to 0,48 mgKOH / g. It was observed that the conversion into methyl esters was as high as 93,79 % for biodiesel prepared from the transesterification reaction of the castor oil neutralized with the catalyst produced using the adsorption process. It was observed that the use of adsorption of water in producing catalyst presented an improvement by 12% in the conversion of oil into methyl esters.

AgÃncia Nacional do PetrÃleo / Tanto o gÃs natural quanto o biogÃs possuem em sua composiÃÃo metano, diÃxido de carbono, nitrogÃnio, hidrogÃnio, compostos sulfurados (incluindo o sulfeto de hidrogÃnio), etc. O diÃxido de carbono (CO2) e o Ãcido sulfÃdrico, ou sulfeto de hidrogÃnio (H2S) sÃo gases altamente indesejÃveis. O CO2 diminui o poder de combustÃo do gÃs natural e o H2S à um gÃs extremamente tÃxico. AlÃm disso, na presenÃa de umidade, ambos geram Ãcidos que corroem tubulaÃÃes e equipamentos. A absorÃÃo em soluÃÃo de aminas à o processo convencional de remoÃÃo destes gases. Entretanto, este processo despendem muito gasto energÃtico com a regeneraÃÃo das aminas, alÃm de formar subprodutos corrosivos devido à degradaÃÃo destas. Desta maneira, a adsorÃÃo fÃsica em zeolitas à uma alternativa promissora para a remoÃÃo destes gases. Assim, este trabalho tem por objetivo estudar a adsorÃÃo de gases Ãcidos, CO2 e H2S, em faujasitas puras, NaY e NaX, e modificadas, AgX, CaX e USY (zeolita dealuminizada ou ultraestabilizada) atravÃs de metodologias experimentais e de simulaÃÃo molecular. As zeolitas AgX e CaX foram obtidas atravÃs da modificaÃÃo da zeolita NaX. Todos os adsorventes foram caracterizados, quanto à estrutura cristalina, composiÃÃo quÃmica e caracterÃsticas texturais, e foram obtidas isotermas experimentais a 25 ÂC de CO2 em todos os adsorventes estudados. Foi utilizado o mÃtodo de Monte Carlo no ensemble Grande CanÃnico (GCMC) para obter as isotermas simuladas e os parÃmetros do campo de forÃa capazes de reproduzir dados experimentais de CO2 e H2S em faujasitas. / Natural gas and biogas have in their composition methane, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, sulfur compounds (including hydrogen sulfide), etc. The carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) are highly undesirable. CO2 decreases the combustion power of the natural gas and H2S is an extremely toxic gas. Moreover, in the presence of moisture, they generate acids that corrode pipes and equipment. The absorption in amines solution is the conventional process to removal these gases. However, this process spends a lot of energy with the regeneration of the amines, besides forming corrosive by-products due to degradation of these. Thus, the physical adsorption using zeolites is a promising alternative for remove these gases. The aim of this study is to evaluate the adsorption of acid gases, CO2 and H2S, in pure, NaY and NaX, and modified, AgX, CaX and USY (dealuminated zeolite), faujasites through experimental methods and molecular simulation. The AgX and CaX zeolites were obtained by modifying the NaX zeolite. All absorbents were obtained and characterized. Experimental adsorption isotherms were obtained of CO2 on all studied adsorbents at 25 ÂC. The force field parameters were obtained by fitting to our own experimental data, CO2 in faujasites, and validated with available data taken from the literature, H2S in faujasites, by simulated isotherms using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method.