O tratamento de esgotos é essencial à manutenção de suprimento de água nos centros urbanos em condições desejáveis à saúde pública. A carência de saneamento em nosso país mostra a necessidade de alternativas tecnológicas para o tratamento de esgotos. Na busca de novas opções, iniciou-se na CETESB em 1983, o estudo de sistemas compactos para tratamento direto de esgotos pela via anaeróbia. O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manto de lodo (reator UASB) foi estudado em escala piloto e mostrou-se viável e eficiente, levando à necessidade de se efetuar o aumento de escala para o completo desenvolvimento da tecnologia. Um reator UASB de 120 m3 foi construído. Durante sete anos (de 1987 a 1993) funcionou sob observação, o que possibilitou o domínio da tecnologia. O sistema operou à temperatura ambiente em três períodos distintos. No primeiro período estudou-se as eficiências de remoção de matéria orgânica e a produção de gás e de lodo. Com tempo de retenção hidráulica médio de 6,5 horas, obteve-se efluente com 113 mg DQO/L, 48 mg DBO/L e 39 mg SST/L. As eficiências de remoção de DQO, DBO e SST foram respectivamente de 59, 65 e 76 por cento. A remoção de Coliformes totais e fecais ficou entre 70 e 90 por cento. Sua desinfecção através de métodos convencionais como cloração, ozonização ou radiação ultravioleta mostrou-se eficiente, a exemplo da maioria dos sistemas secundários de tratamento de efluentes. Obteve-se como fator de produção de lodo 0,2 kg ST/kg DQO da alimentação, sendo esta baixa produção de lodo uma das grandes vantagens do processo anaeróbio tendo em vista o custo e o trabalho que representam o tratamento e disposição do lodo no tratamento de esgotos. A produção de gás foi de 120 NL/kg de DQO alimentado. Efetuou-se também o acompanhamento microbiológico do lodo através de metodologia específica de acompanhamento de biomassa de biodigestores, o que possibilitou o aprimoramento dos conhecimentos da formação da biomassa no decorrer do processo. No segundo período de operação comprovou-se os resultados obtidos no primeiro período. No terceiro período de operação, apoiando-se nas técnicas de análise microbiológica da biomassa, estudou-se a partida a fim de diminuir o tempo para se atingir o regime estacionário. A utilização de inóculo não adaptado, como o lodo de esgoto de reator convencional, requer três a quatro meses para atingir o estado estacionário, com as eficiências relatadas. A partir da experiência adquirida são efetuadas recomendações e considerações para dimensionamento, partida, operação, manutenção e monitoramento para servir como guia aqueles que forem utilizar esta nova tecnologia. Após a partida o sistema apresenta reprodutibilidade, confiabilidade e estabilidade de operação. O controle do sistema, quando se trata de esgoto doméstico, é bastante simples, necessitando apenas remoção periódica de lodo, além da manutenção e limpeza. Há necessidade de remoção periódica de escuma. O dimensionamento do reator sofreu aperfeiçoamentos para melhorar a separação das três fases sólida, líquida e gasosa. Além dos critérios adotados anteriormente a partir do reator piloto de 106 L que possibilitou o estabelecimento de critérios como velocidade superficial no decantador de O,7 m3/m2/h, velocidade do líquido através da abertura inferior do decantador de 5 m3/m2/h e inclinação das paredes do decantador de 50°, observou-se que o transpasse entre a parede do decantador e do defletor de gases deve ter no mínimo 15 em para assegurar que o gás não desvie para dentro do decantador. O limite de velocidade no corpo do reator não deve ultrapassar 1 m3/m2h para garantir o acúmulo de lodo no reator. O lodo apresentou granulação com diâmetros de até 2 mm. Os processos de pós tratamento que vem sendo testados dão os polimentos necessários e adequados às diversas condições de reuso ou descarte do efluente. O sistema é hoje relativamente bastante utilizado, quando se leva em conta os parcos investimentos havidos no setor nos últimos anos. No Estado de São Paulo, a aplicação desta tecnologia foi efetuada através de um convênio entre a CETESB e o DAE-Sumaré, no Jardim Santa Maria, um loteamento de 1500 habitantes. Esse trabalho, mostrou a viabilidade de sua aplicação e comprovou os resultados obtidos, assim como várias experiências realizadas por outras instituições com processo anaeróbio também o demonstraram. No Estado do Paraná, o processo anaeróbio tem sido empregado sistematicamente para o tratamento de esgotos pela Companhia de Saneamento daquele Estado, a SANEPAR. A divulgação dessas experiências e de tantas outras existentes, deve proporcionar a confiança na tecnologia possibilitando sua expansão e a melhoria da qualidade de nossas águas. / Sewage treatment is essential to water supplying in urban nuclei with desirable conditions of public health. The lack of sanitation in our country shows the necessity of sewage treatment technologies compatible to our reality. Searching for new technologies, CETESB has started in 1983, the study of new compact anaerobic treatment systems for sewage. The UASB reactor was studied in pilot scale showing the need of scaling up for it\'s complete technological development. For this purpose a 120m3 UASB reactor was built. During seven years (from 1987 to 1993) the system worked with methodological observation, which made possible the mastering of the technology. The system operated at ambient temperature in three distinct periods. In the first one the performance of organic matter removal and the gas and sludge production were studied. The results showed effluent with 113 mg COD/L, 48 mg BOD/L and 39 mg SST/L with 6.5 hours of hydraulic retention time. The COD, BOD and SST removal performances were respectively 59, 65 and 76 per cent. The faecal and total Coliform removal showed values between 70 and 90 per cent. The effluent disinfection by conventional methods as chlorination, ozonation and ultra violet radiation has showed to be efficient, as the majority of effluent secondary treatment systems. The sludge production was 0.2 kg ST/kg COD in the feed. This low sludge production is one of the biggest advantages of the anaerobic process, in view of the costly and great disturbances that represent the sludge treatment and disposal in the sewage treatment. The gas production was 120 NL/kg COD of the feed. The biomass growth was followed by means of a microbilogical analysis specially developed for biodigesters sludge. In the second operation period the results were confirmed. In the third operation period, also followed by means of microbiological technical analysis, the shortening of the start up time was studied. It was found that starting up with unacclimatized inoculum, the stationary condition takes three to four months to be achieved, with the performances related. Based on the experience gathered, recommendations are made for system design, start up, operation, maintenance and monitoring. After the start up, the system shows reproducibility, reliability and stable operation. For essentially domestic sewage, the control system is very simple, necessitating only periodical sludge removal in addition to the maintenance activities. There is necessity of periodically scum removal. The design of the reactor was changed to improve the separation of solid, liquid and gaseous phases. Besides the design criteria described before, based on pilot scale experience, such as surface velocity in the settler area of O.7 m3/m2.h, liquid velocity in the lower aperture of the settling chamber 5 m3/m2.h with minimum HRT of four hours and slope of settling chamber walls of 50°, it was observed that it needs 15 cm in the crossing between the settler wall and the gas deflector to assure no gas deviation to the settler compartment. The maximum upflow velocity in the reactor body is 1 m3/m2.h to warrant retention of sludge in the reactor. Pellets in sludge presented up to 2 mm in diameter. Post-treatments may be necessary to give the effluent the appropriated conditions for its reuse or discharge. Today, the system is quite used in Brazil, taking in account the low investments in the sector. In the State of Sao Paulo, an example of this technology transfer is the agreement signed by CETESB and DAE-Sumaré, at \"Jardim Sta. Maria\", a small community of 1500 inhabitants. This work confirmed the results obtained and showed the feasibility of its application. Other experiences made by other institutions with anaerobic process confirmed them as well. In the State of Parana, the anaerobic process has been employed systematically for sewage treatment by the State Sanitation Company. The diffusion of this experiences and of many others existing might provide the confidence in the technology, enabling its expansion and the improvement of the quality of our waters.

Nesta pesquisa, foi realizada uma análise comparativa, por meio do método dos elementos finitos bidimensional linear, das deformações e tensões geradas a partir da aplicação de uma carga de 100N, nas estruturas de suporte (fibromucosa,ligamento periodontal, osso cortical e osso esponjoso) de dois modelos que simulam um hemiarco mandibular associada a uma prótese parcial removível de extremidade livre dista inferiorl, quando da variação da inclinação do rebordo residual no plano sagital. O modelo A (MA) foi desenhado com um rebordo ascendente distal com 15 graus de inclinação e o modelo B (MB) com um rebordo descendente distal com 15 graus negativos, ambos em relação ao plano oclusal. Nos dois modelos aplicou-se uma carga primeiramente na cúspide médio-vestibular do primeiro molar inferior artificial (C1) e depois na cúspide vestibular do segundo pré-molar inferior (C2), por meio do programa I-deas (software de elementos finitos) onde foram feitas as análises de deformações e tensões e processamento das imagens. Fez-se então uma análise comparativa dos carregamentos (C1 e C2) em cada modelo individualmente e entre os dois modelos(MA e MB). Os resultados permitiram concluir que: 1) A inclinação do rebordo residual no plano sagital influenciou na distribuição e na intensidade das tensões das estruturas de suporte; 2) No osso cortical as tensões foram mais localizadas e de maior intensidade que no osso esponjoso; 3) A diferença de deformação entre fibromucosa e ligamento periodontal foi maior quando a carga foi aplicada no primeiro molar, de ambos os modelos, sendo a mais expressiva no rebordo ascendente distal; 4) As tensões de compressão foram maiores em intensidade e melhor distribuídas no osso esponjoso e no osso cortical, quando comparadas as tensões de tração; 5) O rebordo ascendente distal se mostrou mais favorável à distribuição das tensões nas estruturas de suporte quando comparado ao rebordo descendente distal; 6) Nos dois modelos a aplicação da carga no primeiro molar gerou um maior torque sobre o dente suporte para a distal do que quando aplicado no segundo pré-molar, principalmente no rebordo descendente distal; 7) As estruturas de suporte do rebordo residual foram mais solicitadas em C1 que em C2, em ambos os modelos, principalmente no rebordo ascendente distal; 8) No dente suporte as tensões nas estruturas de suporte foram mais axiais quando o carregamento ocorreu no segundo pré-molar inferior, em ambos os modelos. / In this study, a two-dimensional finite element comparative analysis of the stress distribution and of displacement in the supporting structures – oral mucosa,periodontal ligament, compact and cancellous bone – was carried out for a distal extension base removable partial denture (RPD), modeled on two mandibular dental archs with different types of residual ridge when aplaying loads of 100N. The A model (MA) was developed to include a distal ascending alveolar ridge with a 15-degrees positive inclination, while the B model (MB) was prepared with a distal descending alveolar ridge with a 15-degrees negative inclination. Both models had a load applied inicially on the lower first molar median cusp (C1) and then on the lower second premolar buccal cusp (C2). Using the FEA software (I-DEAS, USA) for the stress distribution and displacement analysis of the generated images. A comparative analysis was them performed on the C1 and C2 loads for which and both models (MA and MB).The results showed that: 1 – The alveolar ridge inclination showed some degree of on the stress distribution and intensity generated by the RPD; 2 –The compact bone showed greater stress concentration and intensity than the cancellous bone; 3 – The ratio between oral mucosa and periodontal ligament displacement showed greater values when load was applied on the lower first molar for both models. The ratio was higher for the distal ascending alveolar ridge; 4- The compressive stress showed greater intensity and better range of distribution than the tensile stress for both the compact and cancellous bone; 5 – The distal ascending residual ridge had a more favourable stress distribution than distal descending conterpart ; 6 – The load applied on the lower first molar produced more distal torquing on the supporting tooth than that on the lower second premolar ,specially on the distal descending residual ridge; 7 – the load applied on the lower firt molar generated greater amount of stress on the residual ridge supporting structures for both models, but specially for the distal ascending residual ridge; 8 – The load applied on the lower second premolar produced more vertical forces on the supporting structures of the tooth for both models.

O objetivo deste estudo foi avaliar, pelo método dos elementos finitos bidimensional, a distribuição das tensões geradas nas estruturas de suporte das próteses parciais removíveis (PPR) - osso cortical, osso esponjoso, fibromucosa e ligamento periodontal, em modelos de arcos parcialmente dentados de extremidade livre inferior, em rebordo horizontal (MA) e descendente-ascendente (MB). Foram confeccionados dois modelos de quadrante de mandíbula em AUTOCAD 2004 (Autodesk Inc., USA), contendo apenas o primeiro pré-molar e rebordo residual, sendo repostos o segundo pré-molar e primeiro molar pela PPR, tendo como dente suporte o primeiro pré-molar com apoio oclusal distal. Posteriormente, foi aplicada carga axial de 100 N nas cúspides dos dentes artificiais da PPR (somente sobre o 1 o molar - C1 e somente sobre o 2 o pré-molar - C2). Os modelos confeccionados em AUTOCAD foram transferidos para o programa I-DEAS (software de elementosfinitos), que discretizou-os e realizou a distribuição das tensões sob as condições de aplicação de carga citadas. Pôde–se observar que no osso esponjoso, a maior deformação e tensão de compressão foram observadas ao redor do dente suporte, principalmente no terço cervical distal para a deformação e no ápice do dente para a tensão de compressão durante a aplicação de carga sobre o segundo pré-molar no rebordo horizontal (0,003 mm e 0,621 N/mm 2 , respectivamente). Já no rebordo descendente-ascendente, as áreas solicitadas foram as mesmas, apresentando deformação e tensão de compressão máximas de 0,003 mm e 0,609 N/mm 2 . Para a fibromucosa, pode-se notar que no rebordo horizontal, a maior deformação e tensão de compressão ocorreram abaixo do ponto de aplicação de carga, ou seja, no primeiro molar, com valores de 0,137 mm e 0,144 N/mm 2 . No rebordo descendente-ascendente, a área de maior deformação e tensão de compressão localizaram-se na porção ascendente do rebordo em direção do trígono retromolar, com valores de 0,131 mm e 0,122 N/mm 2 , respectivamente. Diante dos limites do presente estudo pode-se concluir que: 1 - O osso cortical apresenta uma concentração de tensões maior que o osso esponjoso; 2 – O osso cortical apresenta uma deformação mais restrita em área que o osso esponjoso; 3 - O rebordo descendente-ascendente com a aplicação de carga sobre o primeiro molar (MB-C1) apresenta a maior deformação da fibromucosa quando comparada à deformação sofrida pelo ligamento periodontal, na proporção de 10:1; 4 - O rebordo descendente-ascendente apresenta uma distribuição de tensões menos favorável que o rebordo horizontal; 5 - A aplicação de carga no primeiro molar gera mais torque sobre o dente para distal do que a aplicação de carga sobre o segundo pré-molar. / This study is a two-dimensional finite element analysis (FEA) of the stress distributionin the supporting structures – compact and cancellous bone; periodontal ligament and oral mucosa – for a distal extension base removable partial denture (RPD) modeled on mandibular dental archs with two residual ridge forms: horizontal and descending-ascending. The two experimental quadrant models were developed in the AUTOCAD 2004 (Autodesk Inc., USA), software to include the first premolar asthe dental support with a distal occlusal rest; the second premolar and first molar as the artificial teeth inserted on the base over an RPD framework and the residual ridge. These models were discretized on the FEA software (I-DEAS, USA) and an axial load of 100 N was applied to the mesh on the artificial teeth cusps either on the first mola r (C1) or on the second premolar (C2). It was noticed that, in the cancellous bone, the maximum strain was around the supporting tooth, mainly in the distalcervical third (0.003 mm) while the largest compression tension (CT) was at the tooth apex when the load was applied over the second premolar, with a horizontal residual ridge (0,621 N/mm 2 ). When the ridge was descending-ascending, the areas affected were the same, showing 0,003 mm and 0,609 N/mm 2 , respectively as the maximum displacement and CT. In the oral mucosa, the largest results occurred when the load application point was over the first molar and the residual ridge was horizontal: 0,137 mm and 0,144 N/mm 2 . The descending-ascending alveolar ridge showed the maximum displacement and CT in the ascending segment of the residual ridge, toward the retromolar trigon, with 0,131 mm and 0,122 N/mm 2 , respectively. Within the constraints of this study, it was concluded that: 1 – The compact bone shows greater stress concentration than the cancellous bone; 2 – The compact bone shows greater area displacement concentration than the cancellous bone; 3 – The descending-ascending residual ridge with the load application on the first molar showed the largest displacement of the oral mucosa when compared to the periodontal ligament displacement with a 10:1 ratio; 4 – The descending-ascending residual ridge had a less favourable stress distribution than its horizontal counterpart; 5 – The load applied on the first molar produced more distal torquing on the supporting tooth than that on the second premolar.

A tecnologia de tratamento com dupla filtração encontra-se em estágio relativamente elevado de desenvolvimento, porém, ainda são poucos os dados de operação em escala real. Este trabalho teve como objetivo avaliar um sistema de dupla filtração em escala real (ETA2) para tratamento de água, do serviço autônomo de água e esgoto da cidade de São Carlos - SP, que trata água bruta proveniente do Ribeirão do Feijão e é constituída de três unidades de filtração cada uma contendo um filtro ascendente e um descendente. Em uma primeira etapa foram levantadas as medidas das unidades de dupla filtração, caracterizado o material filtrante e avaliadas as condições operacionais da ETA 2. Posteriormente, foi estudada a situação geral da ETA por meio de diversos parâmetros (turbidez, pH, expansão da areia na lavagem, contagem de partículas, de coliformes totais e Escherichia. coli), para verificar os principais problemas. Em seguida, realizou-se uma comparação da ETA2 com uma Instalação Piloto de Dupla Filtração. Este trabalho permitiu concluir principalmente que: i) devido às baixas taxas de filtração de unidades filtrantes da ETA2, excessivas dosagens de coagulante e falta de controle de lavagens, geralmente foi baixa a produção efetiva de água (em torno de 90%); ii) o desempenho, algumas vezes insatisfatório das unidades de filtração ascendente e descendente, deveu-se principalmente à ineficiência da mistura de coagulante na água bruta, falta de areia nos filtros ascendentes e à diferença de granulometria nos filtros descendentes; iii) o desenvolvimento da perda de carga nos filtros ascendentes da ETA2 foi mais acentuado na Instalação Piloto devido à mistura de seus materiais filtrantes. / Water treatment by means of a double filtration system is in a relatively high stage of development, however, there are still few data on real scale operations. The aim of this work was to evaluate a double filtration system in a real scale (ETA2) for the treatment of water, of the autonomous service of water and sewer of the city of São Carlos - SP, which treats water from the Ribeirão do Feijão (name of a local river), and is constituted of three filtration units, each a contain a direct up-flow sand filter, and a rapid filter. In the first stage, the sand of the filters was characterized, and the operational conditions of the ETA2 were evaluated. Next, the general situation of the ETA was studied by means of several parameters (turbidity, pH, expansion of the sand during washing process, counting of particles, total coliforms and Escherichia coli), in a order to detect the main problems. Finally, a confrontation between the ETA2 an a double filtration pilot Plant was carried through. This study made infer that: I) due to the low filtration rates of the ETA2`s filtration units, excessive doses of coagulant and lack of control of the washings, the actual production of water was low (around 90%); ii) the sometimes insufficient performance of the direct up-flow sand filtration and rapid filtration systems was mainly caused by an inefficient mixing of the coagulant with the natural water, lack of sand in direct up-flow filters; iii) the building up of the lossof cargo in the direct up-flow san filtration in filters of the ETA2 was more accentuated than in the Pilot Plant due to the mixture of the filtration materials.

Two-photon absorption and two-photon excitation fluorescence of salicylaldehyde azine crystals were investigated. It was observed an intense visible fiuorescence when this material was excited with a laser tuned at the near infrared region. Varying the laser intensity we identified this phenomenon as a simultaneous two-photon laser absorption process. Using open aperture Z-scan measurements we characterized this two-photon absorption phenomenon and measured the value of the two-photon absorption crosssection of this molecule to be equal to 87 GM. Our results indicate that this is a promising organic material aiming nonlinear photonics applications. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Neste trabalho foram investigados os efeitos físicos de Absorção não linear de dois fótons e fluorescência assistida por absoção de dois fótons em cristais orgânicos de salicilaldeído azina. Observou-se uma intensa fluorescência na região visível do espectro, quando este material foi excitado com um laser sintonizado na região do infravermelho próximo. Variando a intensidade do laser, esse fenômeno foi identificado como um processo de absorção simultânea de dois fótons do laser. Usando a técnica de varredura Z fenda aberta, esse efeito de absorção de dois fótons foi caracterizado e a seção de choque de absorção de dois fótons medida para esta molécula foi igual a 87 GM. Esses resultados indicam que essa molécula é um material orgânico promissor para o desenvolvimento de aplicações fotônicas.

A escassez das fontes de fósforo e o alto consumo de energia associado à produção de fertilizantes nitrogenados serão problemas que deverão ser enfrentados no futuro. A recuperação de nutrientes das águas residuárias na forma de estruvita tem sido considerada como uma alternativa para atenuar estes problemas. Na América Latina, a produção de estruvita a partir de esgoto ainda não é uma tecnologia bem conhecida e, portanto, a finalidade deste trabalho é contribuir com uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos. Para isso, a pesquisa foi dividida em três etapas: 1) produção de estruvita a partir de efluente de reator anaeróbio de fluxo ascendente com manto de lodo (RAFA); 2) produção de estruvita a partir de sobrenadante de digestor anaeróbio de lodo de um processo com remoção biológica de fósforo (DALRBF) e 3) influência do cálcio na estruvita produzida na etapa 2. Nas três etapas, ajustaram-se as concentrações de magnésio, a fim de obter razões fósforo:magnésio (P:Mg) pré-estabelecidas, e o pH entre 8,00 e 10,50. Os resultados da primeira etapa mostraram que não foi possível produzir estruvita no efluente do RAFA nas condições testadas. No entanto, foram observadas remoções de fósforo e de nitrogênio, devido à formação de fosfatos de cálcio e de magnésio amorfos. Os resultados da segunda etapa comprovaram a viabilidade de produção de estruvita de sobrenadante de DALRBF e mostraram que os consumos molares dos íons fosfato (PO43-), amônio (NH4+) e magnésio (Mg2+) ou as remoções destes (%) não devem ser os únicos parâmetros para avaliar a formação de estruvita, pois outros compostos cristalizam ou precipitam e reduzem a qualidade do mineral. Para um meio com condições semelhantes às testadas nesta etapa, uma razão P:Mg 1:2 e um pH igual a 9,50 asseguram a máxima recuperação de nutrientes como estruvita com concentração mínima de impurezas, facilitando seu posterior uso como fertilizante. Os resultados da terceira etapa mostraram que uma fase amorfa de fosfato de cálcio ou de magnésio se forma na superfície da estruvita. / The shortage of the phosphorus sources and high-energy consumption associated to the nitrogen fertilizers production will be problems in the future. The nutrient recovery from wastewater as struvite has been considered as an alternative to alleviate these problems. In Latin America, production of struvite from wastewater is not yet a wellknown technology and therefore the purpose of this work is to contribute to a better understanding of the phenomena involved. This research work was performed in three phases: 1) production of struvite from upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent; 2) production of struvite from anaerobic digester supernatant of enhanced biological phosphorus removal process (ADS-EBPR) and 3) influence of calcium in the struvite produced in the phase 2. In three phases, the magnesium concentrations were adjusted to obtain the preset phosphorus:magnesium (P:Mg) ratios and the pH was adjusted between 8,00 and 10,50. The results of the first phase showed that it is not possible to produce struvite in the upflow anaerobic sludge blanket reactor effluent in the tested conditions. However, removal of nitrogen and phosphorus was observed because amorphous calcium and magnesium phosphates were produced. The results of the second phase showed that it is possible to produce struvite in the ADS-EBPR and the molar consumptions of phosphate (PO43-), ammonia (NH4+) and magnesium (Mg2+) or removals (%) should not be the only parameters to evaluate the struvite formation, because other compounds crystallize or precipitate and reduce the quality of the mineral. In the similar conditions tested in this phase, a P:Mg ratio 1:2 and pH 9,50 assure maximum nutrients recovery as struvite with minimum impurities concentration, facilitating its subsequent use as fertilizer. The results of the third phase showed that amorphous calcium or magnesium phosphates were produced on the struvite surface.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - parte 1.pdf: 89652 bytes, checksum: 199b51d4bc46d91c1268d2961517e29e (MD5) Previous issue date: 2009-08-17 / This work presents an evaluation of the performance of a multi-stage filtration system (FiME) in pilot-plant scale to treat surface water from the Ribeirão Sozinha stream which supplies the city of Goianápolis-GO, Brazil. The arrangement of the installation used in this study consisted of a dynamic roughing filter (PFD), a up-flow roughing filter (PFA) and two slow sand filters, being one with sand (FLA) and the other with sand and granular activated carbon (FLACAG). The filtration rates varied from 24 to 48 m3/m2.d in the PFD, 12 to 18 m3/m2.d in the PFA, and 3 to 4 m3/m2.d in the FLA and FLACAG. The performance of each unit was evaluated for removal of color, turbidity, total iron, suspended solids, oxygen consumption, total coliforms and E.coli, and the development of headloss. Results showed that the PFD and PFA are important units in the preparation of affluent water to the slow sand filters, allowing relatively long filtration runs resulted from the removal of larger particles by these units, reducing significantly the turbidity of raw water. The slow sand filters presented larger than 90% of removal efficiency of color, turbidity, suspended solids and total iron, removal over 80% of consumed oxygen and above 95% for coliforms removal. Overall, the slow sand filters showed satisfactory performance in removing turbidity, iron and total coliforms. In particular, the slow sand filter with sand and granular activated carbon layers was more efficient in removing true color and consumed oxygen than the filter with single sand layer. Although peaks of color and turbidity during the fourth and last filtration runs, the FiME system proved to be efficient in removing total coliforms and E.coli in the last three weeks of operation. In the last filtration run, a comparison of the effluent water quality between the FiME system and a conventional full scale treatment plant was carried out for the removal of turbidity and color. Results showed that the FiME system produced similar water quality to the conventional treatment plant when turbidity was < 1,0. In general, results suggest that the FiME is an effective system to produce water quality from surface water with high levels of total coliforms and E.coli and peaks of color and turbidity according to the recommendations of the Portaria 518/2004 of the Ministry of Health, Brazil / Este trabalho apresenta uma avaliação do desempenho de um sistema de Filtração em Múltiplas Etapas (FiME), em escala piloto, no tratamento da água bruta retirada do manancial superficial (Ribeirão Sozinha) que abastece a cidade de Goianápolis-GO. O arranjo da instalação utilizado nessa pesquisa constituiu de 1 pré-filtro dinâmico (PFD), 1 pré-filtro ascendente (PFA) e 2 filtros lentos, sendo um com areia (FLA) e outro com areia e carvão ativado granular (FLACAG). As taxas de filtração utilizadas foram de 24, 48, 24 e 24 m3/m2.d para o PFD; 12, 18, 12 e 12 m3/m2.d para o PFA; e 3, 4, 3 e 3 m3/m2.d para o FLA e FLACAG. O desempenho de cada unidade foi avaliado quanto à remoção de cor, turbidez, ferro total, sólidos suspensos, oxigênio consumido, coliformes totais e termotolerantes, e o desenvolvimento da perda de carga. Os resultados obtidos demonstraram que o PFD e o PFA são unidades importantes na preparação da água afluente aos filtros lentos, possibilitando carreiras relativamente longas em função da retenção de partículas maiores, diminuindo consideravelmente a turbidez da água bruta. Os filtros lentos apresentaram eficiência superior a 90% na remoção de cor, turbidez, sólidos suspensos e ferro total, remoção de oxigênio consumido superior a 80% e de coliformes acima de 95%. Na última carreira de filtração foi realizada uma comparação da qualidade da água produzida pela tecnologia da FiME com a ETA de ciclo completo, na remoção de cor e turbidez, comprovando que a qualidade da água produzida na FiME é compatível com a qualidade da água produzida pela tecnologia de ciclo completo. De maneira geral, os filtros lentos apresentaram rendimento satisfatório na remoção de turbidez, ferro total e coliformes, sendo que o filtro lento com camada intermediária de carvão ativado granular foi mais eficiente na remoção de cor verdadeira e oxigênio consumido do que os filtro lento com camada simples de areia. Embora tenha ocorrido picos de cor e turbidez durante a quarta e última carreira de filtração, o sistema FiME mostrou-se eficiente na remoção de coliformes totais e termotolerantes nas três últimas semanas de operação. A verificação da existência de correlação na remoção de cor, turbidez, sólidos suspensos, oxigênio consumido, coliformes totais e termotolerantes, demonstrou a existência de uma boa correlação na remoção dos parâmetros cor e turbidez nos efluentes dos filtros lentos, apresentando um coeficiente de correlação igual a 0,92. Os resultados obtidos sugerem que o sistema FiME é eficiente no tratamento de águas superficiais com elevados teores de coliformes totais e termotolerantes e com picos de cor e turbidez, produzindo, quando operado adequadamente, água com baixos teores de cor, turbidez e bactérias do grupo coliforme, atendendo as recomendações da Portaria 518/2004 do Ministério da Saúde, evidenciando a viabilidade de aplicação dessa tecnologia na produção de água para consumo humano

A busca por alternativas viáveis de produção de energia limpa e renovável, utilizando recursos naturais, tem sido um grande desafio. Em especial, o interesse no uso da energia solar para obter energia elétrica tem aumentado. Todavia, as células solares convencionais que são confeccionadas a partir de silício cristalino (Si-c) apresentam uma eficiência de conversão limitada, principalmente, devido às perdas por incompatibilidade espectral. Sendo assim, um dos objetivos dos pesquisadores na área de fotovoltaicos tem sido converter eficientemente fótons da região do visível do espectro solar para a região do infravermelho, onde a célula solar de Si-c possui maior eficiência. A eficiência desta conversão poderia ser melhorada de 28% até 40% usando conversores de energia compostos por íons terras raras. Neste trabalho foram estudadas as propriedades espectroscópicas dos íons terras raras Térbio (Tb3+) e Itérbio (Yb3+), embebidos em três diferentes materiais: vidro aluminosilicato de cálcio com baixa concentração de sílica (7%) (LSCAS), vidro tetraborato de cálcio-lítio (Calibo) e nano-cristais de óxido de zircônia (ZrO2). Sendo assim, nossos estudos visam elucidar os mecanismos geradores dos processos de conversão ascendente e descendente de energia. No processo de conversão ascendente de energia há conversão dos fótons de excitação de baixa energia na região do infravermelho em fótons de alta energia na região do visível. Por outro lado, no processo de conversão descendente de energia ocorre a conversão dos fótons de excitação de alta energia na região do ultravioleta/visível em um ou mais fótons de baixa energia na região do infravermelho. As propriedades espectroscópicas dos materiais estudados foram discutidas a partir das medidas de absorção, luminescência, excitação, evolução temporal da luminescência, curva de potência, difração de raios-X, X-Ray Absorption Near Edge Structure e ressonância paramagnética eletrônica, em função da concentração dos íons Tb3+ e Yb3+. Os resultados mostraram que todas as amostras apresentam conversão ascendente de energia. Assim como, em todas as amostras ocorre o processo de conversão descendente de energia. Em ambos os processos foram identificados os mecanismos geradores dos mesmos. Estes resultados mostram um avanço nos estudos dos processos de conversão ascendente e descendente de energia em sistemas co-dopados com íons Tb3+ e Yb3+. Os resultados sugerem que os materiais estudados podem ser empregados para aumentar a eficiência de conversão da célula solar de Si-c via conversão descendente de energia. / The search for possible alternatives to produce clean and renewable energy using the natural resources has been a great challenge. In particular, the interest to use the solar energy to produce electricity has been increased. However, crystalline silicon-based (c-Si) conventional solar cells have limited conversion efficiency, mainly due to spectral mismatch losses. Thus, one of the goals of some researchers in the photovoltaic field has been to efficiently convert photons in the visible region of the solar spectrum to the infrared region, where the c-Si solar cell has its higher efficiency. The efficiency of this conversion could be enhanced from 28% up to 40% using energy converters based on rare-earths ions. In this work, the spectroscopic properties of rare earth ions, such as Terbium (Tb3+) and Ytterbium (Yb3+) embedded in three different materials were studied: low- silica calcium aluminosilicate glass (7%) (LSCAS), lithium calcium tetraborate glass (Calibo) and zirconium oxide nano-crystals (ZrO2). Thus, our studies aimed to elucidate the mechanisms that generate the Up-conversion and Down-conversion processes. In the Up-conversion process, there is the conversion of the low-energy excitation photons in the near-infrared to high-energy photons in the visible. On the other hand, in the Down-conversion process there is the conversion of the high-energy excitation photons in the ultraviolet/visible region to low-energy photons in the near-infrared region. The optical properties of the studied materials were discussed through absorption, luminescence, excitation, temporal evolution of the luminescence, power curve, X-ray diffraction, X-Ray Absorption Near Edge Structure and electron paramagnetic resonance measurements, as a function of the concentration of Tb3+ and Yb3+ ions. The results showed that all samples exhibit Up-conversion process. In addition, in all samples occurs the Down-conversion process. In both processes were identified the mechanisms that produce them. These results show a breakthrough in the studies of the Up-conversion and Down-conversion processes in Tb3+ and Yb3+ co-doped systems. The results suggest that the materials are applicable in enhancing the conversion efficiency of the Si-c solar cell via NIR Down-conversion.

O objetivo deste estudo foi avaliar, pelo método dos elementos finitos bidimensional, a distribuição das tensões geradas nas estruturas de suporte das próteses parciais removíveis (PPR) - osso cortical, osso esponjoso, fibromucosa e ligamento periodontal, em modelos de arcos parcialmente dentados de extremidade livre inferior, em rebordo horizontal (MA) e descendente-ascendente (MB). Foram confeccionados dois modelos de quadrante de mandíbula em AUTOCAD 2004 (Autodesk Inc., USA), contendo apenas o primeiro pré-molar e rebordo residual, sendo repostos o segundo pré-molar e primeiro molar pela PPR, tendo como dente suporte o primeiro pré-molar com apoio oclusal distal. Posteriormente, foi aplicada carga axial de 100 N nas cúspides dos dentes artificiais da PPR (somente sobre o 1 o molar - C1 e somente sobre o 2 o pré-molar - C2). Os modelos confeccionados em AUTOCAD foram transferidos para o programa I-DEAS (software de elementosfinitos), que discretizou-os e realizou a distribuição das tensões sob as condições de aplicação de carga citadas. Pôde–se observar que no osso esponjoso, a maior deformação e tensão de compressão foram observadas ao redor do dente suporte, principalmente no terço cervical distal para a deformação e no ápice do dente para a tensão de compressão durante a aplicação de carga sobre o segundo pré-molar no rebordo horizontal (0,003 mm e 0,621 N/mm 2 , respectivamente). Já no rebordo descendente-ascendente, as áreas solicitadas foram as mesmas, apresentando deformação e tensão de compressão máximas de 0,003 mm e 0,609 N/mm 2 . Para a fibromucosa, pode-se notar que no rebordo horizontal, a maior deformação e tensão de compressão ocorreram abaixo do ponto de aplicação de carga, ou seja, no primeiro molar, com valores de 0,137 mm e 0,144 N/mm 2 . No rebordo descendente-ascendente, a área de maior deformação e tensão de compressão localizaram-se na porção ascendente do rebordo em direção do trígono retromolar, com valores de 0,131 mm e 0,122 N/mm 2 , respectivamente. Diante dos limites do presente estudo pode-se concluir que: 1 - O osso cortical apresenta uma concentração de tensões maior que o osso esponjoso; 2 – O osso cortical apresenta uma deformação mais restrita em área que o osso esponjoso; 3 - O rebordo descendente-ascendente com a aplicação de carga sobre o primeiro molar (MB-C1) apresenta a maior deformação da fibromucosa quando comparada à deformação sofrida pelo ligamento periodontal, na proporção de 10:1; 4 - O rebordo descendente-ascendente apresenta uma distribuição de tensões menos favorável que o rebordo horizontal; 5 - A aplicação de carga no primeiro molar gera mais torque sobre o dente para distal do que a aplicação de carga sobre o segundo pré-molar. / This study is a two-dimensional finite element analysis (FEA) of the stress distributionin the supporting structures – compact and cancellous bone; periodontal ligament and oral mucosa – for a distal extension base removable partial denture (RPD) modeled on mandibular dental archs with two residual ridge forms: horizontal and descending-ascending. The two experimental quadrant models were developed in the AUTOCAD 2004 (Autodesk Inc., USA), software to include the first premolar asthe dental support with a distal occlusal rest; the second premolar and first molar as the artificial teeth inserted on the base over an RPD framework and the residual ridge. These models were discretized on the FEA software (I-DEAS, USA) and an axial load of 100 N was applied to the mesh on the artificial teeth cusps either on the first mola r (C1) or on the second premolar (C2). It was noticed that, in the cancellous bone, the maximum strain was around the supporting tooth, mainly in the distalcervical third (0.003 mm) while the largest compression tension (CT) was at the tooth apex when the load was applied over the second premolar, with a horizontal residual ridge (0,621 N/mm 2 ). When the ridge was descending-ascending, the areas affected were the same, showing 0,003 mm and 0,609 N/mm 2 , respectively as the maximum displacement and CT. In the oral mucosa, the largest results occurred when the load application point was over the first molar and the residual ridge was horizontal: 0,137 mm and 0,144 N/mm 2 . The descending-ascending alveolar ridge showed the maximum displacement and CT in the ascending segment of the residual ridge, toward the retromolar trigon, with 0,131 mm and 0,122 N/mm 2 , respectively. Within the constraints of this study, it was concluded that: 1 – The compact bone shows greater stress concentration than the cancellous bone; 2 – The compact bone shows greater area displacement concentration than the cancellous bone; 3 – The descending-ascending residual ridge with the load application on the first molar showed the largest displacement of the oral mucosa when compared to the periodontal ligament displacement with a 10:1 ratio; 4 – The descending-ascending residual ridge had a less favourable stress distribution than its horizontal counterpart; 5 – The load applied on the first molar produced more distal torquing on the supporting tooth than that on the second premolar.

Nesta pesquisa, foi realizada uma análise comparativa, por meio do método dos elementos finitos bidimensional linear, das deformações e tensões geradas a partir da aplicação de uma carga de 100N, nas estruturas de suporte (fibromucosa,ligamento periodontal, osso cortical e osso esponjoso) de dois modelos que simulam um hemiarco mandibular associada a uma prótese parcial removível de extremidade livre dista inferiorl, quando da variação da inclinação do rebordo residual no plano sagital. O modelo A (MA) foi desenhado com um rebordo ascendente distal com 15 graus de inclinação e o modelo B (MB) com um rebordo descendente distal com 15 graus negativos, ambos em relação ao plano oclusal. Nos dois modelos aplicou-se uma carga primeiramente na cúspide médio-vestibular do primeiro molar inferior artificial (C1) e depois na cúspide vestibular do segundo pré-molar inferior (C2), por meio do programa I-deas (software de elementos finitos) onde foram feitas as análises de deformações e tensões e processamento das imagens. Fez-se então uma análise comparativa dos carregamentos (C1 e C2) em cada modelo individualmente e entre os dois modelos(MA e MB). Os resultados permitiram concluir que: 1) A inclinação do rebordo residual no plano sagital influenciou na distribuição e na intensidade das tensões das estruturas de suporte; 2) No osso cortical as tensões foram mais localizadas e de maior intensidade que no osso esponjoso; 3) A diferença de deformação entre fibromucosa e ligamento periodontal foi maior quando a carga foi aplicada no primeiro molar, de ambos os modelos, sendo a mais expressiva no rebordo ascendente distal; 4) As tensões de compressão foram maiores em intensidade e melhor distribuídas no osso esponjoso e no osso cortical, quando comparadas as tensões de tração; 5) O rebordo ascendente distal se mostrou mais favorável à distribuição das tensões nas estruturas de suporte quando comparado ao rebordo descendente distal; 6) Nos dois modelos a aplicação da carga no primeiro molar gerou um maior torque sobre o dente suporte para a distal do que quando aplicado no segundo pré-molar, principalmente no rebordo descendente distal; 7) As estruturas de suporte do rebordo residual foram mais solicitadas em C1 que em C2, em ambos os modelos, principalmente no rebordo ascendente distal; 8) No dente suporte as tensões nas estruturas de suporte foram mais axiais quando o carregamento ocorreu no segundo pré-molar inferior, em ambos os modelos. / In this study, a two-dimensional finite element comparative analysis of the stress distribution and of displacement in the supporting structures – oral mucosa,periodontal ligament, compact and cancellous bone – was carried out for a distal extension base removable partial denture (RPD), modeled on two mandibular dental archs with different types of residual ridge when aplaying loads of 100N. The A model (MA) was developed to include a distal ascending alveolar ridge with a 15-degrees positive inclination, while the B model (MB) was prepared with a distal descending alveolar ridge with a 15-degrees negative inclination. Both models had a load applied inicially on the lower first molar median cusp (C1) and then on the lower second premolar buccal cusp (C2). Using the FEA software (I-DEAS, USA) for the stress distribution and displacement analysis of the generated images. A comparative analysis was them performed on the C1 and C2 loads for which and both models (MA and MB).The results showed that: 1 – The alveolar ridge inclination showed some degree of on the stress distribution and intensity generated by the RPD; 2 –The compact bone showed greater stress concentration and intensity than the cancellous bone; 3 – The ratio between oral mucosa and periodontal ligament displacement showed greater values when load was applied on the lower first molar for both models. The ratio was higher for the distal ascending alveolar ridge; 4- The compressive stress showed greater intensity and better range of distribution than the tensile stress for both the compact and cancellous bone; 5 – The distal ascending residual ridge had a more favourable stress distribution than distal descending conterpart ; 6 – The load applied on the lower first molar produced more distal torquing on the supporting tooth than that on the lower second premolar ,specially on the distal descending residual ridge; 7 – the load applied on the lower firt molar generated greater amount of stress on the residual ridge supporting structures for both models, but specially for the distal ascending residual ridge; 8 – The load applied on the lower second premolar produced more vertical forces on the supporting structures of the tooth for both models.