Conchas do molusco Physa sp., um gastrópode (caracol) comum de aquários de água doce, serviram como modelo para o estudo de alguns aspectos envolvidos na biomineralização. A concha calcária é constituída por cristais de carbonato de cálcio depositados em associação com uma matriz orgânica. Os componentes cristalinos e a matriz, foram estudados por microscopia eletrônica de transmissão e de varredura, e caracterizados por métodos espectroscópicos e analíticos. A constituição cristalina, em geral, assemelha-se àquela existente na maioria dos moluscos, enquanto a camada nacarada, interna da concha, apresenta comparativamente maiores variações. A matriz orgânica consta de um componente insolúvel, essencialmente constituído por polissacarídeos, enxofre e fósforo; e outro componente solúvel, com predominância de serina, glicina, ácido aspártico e ácido glutâmico. A análise feita por ativação de nêutrons demonstrou maior concentração de cálcio, sódio e estrôncio; estes elementos estão geralmente relacionados à presença de aragonita, em outras conchas de moluscos. O estudo qualitativo da fase cristalina foi realizado por difração eletrônica e por espectroscopia de infravermelho. Para análise quantitativa, usou-se a difração de raios-X, sendo os dados refinados pelo método de Rietveld. Os resultados obtidos demonstram a existência de dois polimorfos do carbonato de cálcio, aragonita e calcita, na concha da Physa. A caracterização qualitativa dos componentes inorgânico e orgânico do material estudado, mostrou semelhanças com relação a outros gêneros de moluscos. Experimentos de cristalização do carbonato de cálcio in vitro produziram aragonita e vaterita em presença de ácido aspártico ou glutâmico. Sob ação de glicina, serina ou quitina, houve formação de calcita. Em presença da matriz orgânica insolúvel, houve cristalização de calcita, enquanto a matriz solúvel induziu a cristalização da aragonita. Analisou-se quantitativamente todas as fases cristalinas obtidas nestes experimentos e estudou-se a morfologia dos cristais formados através da MEV e por MO luz. O resultado comparativo das investigações usando a concha natural, e dos cristais sintetizados, permitiu confirmar o papel fundamental da matriz orgânica no processo de cristalização do carbonato de cálcio. / Shells of Physa sp., a common freshwater gastropod snail, were used as a model for mineralization studies of calcium carbonate. The shell is a biomineral that consists of organized crystalline deposits associated to an organic matrix, both of which were studied by transmission and scanning electron microscopy; they were further characterized by means of pectroscopic and analytical methods. As a whole, its structural organization does not differ greatly from that found in other mollusc shells, except for the innermost, nacreous layer, that lines the shell. The organic matrix in Physa was found to consist of an insoluble fraction, essentially containing a polysaccharide, sulphur and phosphor. In addition, another (soluble) fraction is present, in which serine, glycine, aspartic acid and glutamic acid residues prevail. Neutronic activation analysis demonstrates a high concentration of calcium, sodium and strontium, elements known to be related to the presence of aragonite in other molluscan shells. A qualitative study of the crystalline phase was obtained through use of electron diffraction and FTIR spectroscopy. For quantitative analysis X-ray diffraction was used, as refined by the Rietveld method. Results obtained demonstrate the existence of two calcium carbonate polymorphs, aragonite and calcite in the shell of Physa, Qualitative evaluation of both organic and inorganic material from Physa showed similarities to those found in other mollusk shells. In vitro experiments performed at similar-to-natural conditions, on crystallization of calcium carbonate, did also crystallize aragonite and vaterite, provided aspartic acid or glutamic acid were present; whereas calcite was formed in solutions containing glycine, serine or chitin. Aragonite did crystallize when the soluble organic matrix was added to the solution. All these crystalline phases obtained were quantitatively evaluated, their morphologies being studied through light and electron microscopies. A comparative study of the natural crystals from the shell, and those obtained in laboratory experiments, stresses the fundamental role of the organic matrix on calcium carbonate crystallization

A indústria da construção civil é conhecida como umas das atividades econômicas que causam os maiores impactos ambientais desde o processo de extração da matéria prima até a produção dos produtos, incluindo o transporte e manutenção do ambiente construído. A produção de um dos seus principais componentes, o cimento, é o maior contribuinte para a emissão de gases de efeito estufa, principalmente devido a queima de combustíveis fósseis. Por este motivo, pesquisas na área de biotecnologia sustentável são conduzidas para diminuir e até mitigar os efeitos danosos provocados pelos fatores que compõem a construção civil. Dentre estas pesquisas destacam-se as que se baseiam na Biomimética, que é uma ciência que busca na Natureza as soluções tecnológicas para os problemas que os desenvolvimentos humanos geralmente apresentam: a geração de resíduos poluentes, uso de produtos químicos tóxicos e processos que operam com energia e pressão elevadas. Com base nos conceitos biomiméticos, este trabalho se propôs a estudar a biomineralização, que é um processo que ocorre na Natureza a milhares de anos e é responsável pela formação de muitas estruturas biomineralizadas tanto no ambiente terrestre como aquático. A biomineralização é um fenômeno provocado pela ação de diversas espécies de microrganismos que durante o processo de obtenção de energia reciclam minerais presentes no solo e na água e os precipitam na forma de sais inorgânicos. Este material precipitado age como agente ligante de partículas como no caso de formações geológicas (estromatólitos) ou exoesqueletos de animais marinhos, por exemplo. Neste estudo foi avaliado a biomineralização por biodeposição de carbonato de cálcio precipitado na presença da espécie de bactéria ureolítica (Bacillus subtilis) em ensaios em escala laboratorial utilizando corpos de prova de areia, argamassa e concreto. Os corpos de prova em areia e argamassa foram observados em MEV e EDS permitindo a identificação de células de microrganismos, formação de biofilme e provável formação de cristais de carbonato de cálcio na região de biofilme. Os corpos de prova de concreto foram utilizados para avaliar as consequências da biodeposição na absorção de água por capilaridade do material. Resultados indicam redução de 20% na absorção de água por capilaridade. Com os resultados obtidos é possível concluir que a técnica de biodeposição pode ser uma alternativa ao tratamento superficial de estruturas de concreto, contudo requer estudos posteriores de aplicação técnica e viabilidade econômica. / The construction industry has been known as one of the economic activities that cause the major environment impacts since the process of raw material extraction until the products manufacturing including transport and maintenance of the built environment. The production of one of the main compounds, the cement, is the largest contributor to the greenhouse gas emissions, mainly due to burn fossil fuels. For this reason, researches in sustainable biotechnological area are conducted to minimize and even mitigate the damaging effects either promoted by construction industry factors. Among these ones, it stands out researches based on Biomimetic, which is a science that seeks in Nature the technological solutions for problems that human’s development usually presents: the generation of pollutant residues, the use of toxic chemicals and process that operates in high pressure and energy. Based on biomimetic concepts this research proposes to study the biomineralization, which is a process that has occurred in the Nature for thousands of years and it is responsible for the formation of many structures either in soil and water environments. The biomineralization is a phenomenon caused by several specimens of microorganisms that during the process of obtaining energy, they recycle minerals presents at soil and water inducing precipitation as inorganic salts. This precipitated material works as a binder of particles similar to geologic formations (stromatolites) or exoskeleton of sea animal for example. In this study the biomineralization was evaluated through biodeposition of precipitated calcium carbonate by specimen of ureolytic bacteria (Bacillus subtilis). Essays were held using samples made by sand, mortar and concrete. The samples made by sand and mortar were observed at MEV and EDS, allowing the identification of microorganism cells, biofilm formation and probable formation of calcium carbonate crystals at biofilm region. The concrete samples were used to evaluate the consequences of biodeposition on water absorption by capillarity of the material. The results show reduction of 20% on water absorption by capillarity. According the results achieved it possible to conclude that the biodeposition technique can be an alternative to superficial treatment for concrete structures. However, it will be required more studies to evaluate technical application and economical availability.

Orientador: José Francisco Lopes Filho / Coorientador: Crislene Barbosa de Almeida / Banca: Rubens Bernardes Filho / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: A sustentabilidade levou ao desenvolvimento de materiais biodegradáveis no uso de embalagens, as quais são utilizadas para manter a integridade dos produtos alimentícios. As zeínas são proteínas do milho com taxas de polimerização capazes de formar filmes comestíveis, contudo, os filmes de zeína são rígidos e precisam da adição de plastificantes que alteram as cadeias poliméricas e as propriedades funcionais da matriz. A adição de partículas é utilizada para fortalecer e melhorar as propriedades funcionais dos compósitos. Neste trabalho foram investigados filmes de zeína em um esquema fatorial 4x2. O primeiro fator corresponde à concentração de carbonato de cálcio (CaCO3) adicionado (0, 1, 2 e 3% em massa de zeína). O segundo fator corresponde a 2 variáveis categóricas: agitação mecânica e aplicação de ultrassom. As partículas de CaCO3 foram caracterizadas por meio de análises de difração de raios X de alto ângulo (WAXS), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e tamanho de partícula. Nos filmes foram realizadas análises de WAXS, FTIR, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espessura, opacidade, solubilidade, permeabilidade ao vapor d'água (PVA) e propriedades mecânicas (elongação, limite de resistência à tração e módulo de elásticidade). As partículas de CaCO3 foram identificadas como cristais de calcita com diâmetro médio de 32,6 ± 4,6 nm, contudo, a dispersão de CaCO3 em solução aquosa de álcool 95% (v/v) formou agregados de 968... / Abstract: Sustainability led the development of biodegradable materials in the use of packaging, which are used to maintain the integrity of food products. Zeins are protein's maize with polymerization rates capable of forming edible films. Nevertheless, the zein films are brittle and require the addition of plasticizers that modify the polymer chains and the matrix functional properties. Particles addition is used to reinforce and improve the functional properties of the composites. In this work, zein films were investigated in a factorial design 4x2. The first factor is related to the calcium carbonate (CaCO3) concentration added (0, 1, 2 and 3% in zein mass) and the second factor considered 2 categoricals variables: mechanic agitation and ultrasound application. The CaCO3 particles were characterized through wide angle x-ray scattering (WAXS), infrared spectroscopy (FTIR) and size particle analysis. The films were characterized through WAXS, FTIR, optical microscopy, scanning eletron microscopy (SEM), thickness, opacity, solubility, water vapour permeability and mechanical properties (elongation, tensile strength and Young's modulus). The CaCO3 particles were identified as calcite cristals with a medium diameter of 32,6 nm, although the CaCO3 dispersion in 95% (v/v) aqueous etanol solution formed aggregates of 968 nm (mechanical agitation at 650 rpm) which were decreased through ultrasound application (400W) to micro and nanoparticles of different sizes (medium ... / Mestre

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-19T20:22:37Z No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-19T21:28:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T21:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE LUCIANA DAMACENA SILVA (PDF).pdf: 994771 bytes, checksum: 9ea236448331d81f6039a107c7c58960 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-26 / Biomphalaria snails act as intermediate hosts that harbor the Schistosoma mansoni parasite, the causative agent of schistosomiasis. As population increases, snails have their geographical distribution conditioned to the presence of calcium in the environment, which is essential for their energetic metabolism. The objective of this study was the assessment on the influence of exposure to different concentrations of CaCO3 (20, 40, 60, 80 and 100 mg/L) at different intervals (1, 14, 21 and 30 days) forthe concentrations of glucose, calcium, total proteins, urea, uric acid and creatinine in hemolymph B. glabrata. All substances were dosed using specific kits with a spectrophotometer reading at 545 nm. High performance liquid chromatography (HPLC) was the technique applied to quantify the presence of organic acids: pyruvate, oxaloacetate, citrate, succinate, fumarate, propionate, acetoacetate and βhydroxybutyrate in the hemolymph of mollusks exposed to CaCO3. Results revealed that the calcium concentration in the hemolymph did not present significant difference (p>0.05) with regard to control as well as to the concentrations assessed. The glucose concentration decreased (p<0.05) in exposures to 20mg and 40mg and increased in exposures to 80mg and 100mg of CaCO3 with regard to control. The organic acids pyruvate, oxaloacetate, citrate, succinate fumarate and lactate had their concentrations increased; propionate in turn had its concentration decreased set against control in exposure to CaCO3. In the exposures to the concentrations assessed, acetoacetate decreased and β-hidroxibutirato increased. Total proteins and urea presented decrease. The uric acid concentration increased in the exposure to 20mg of CaCO3; the creatinine concentration increased in the exposures to 40mg and 100mg of CaCO3. It was possible to conclude that snails exposed to different concentrations of CaCO3 had their major metabolic alterations occurring from the 14th day of exposure. / Moluscos do gênero Biomphalaria são conhecidos pelo seu papel como hospedeiro intermediário do parasito Schistosoma mansoni, causador da doença esquistossomose mansônica. O aumento da população desses moluscos, consequentemente sua distribuição geográfica está condicionada a presença de cálcio no mbiente, também considerado um elemento essencial no metabolismo energético do molusco. Este estudo teve por objetivo avaliar a influência da exposição às diferentes concentrações de CaCO3 (20, 40, 60, 80 e 100 mg/L), em diferentes intervalos de tempo (1, 14, 21 e 30 dias) sobre às concentrações de glicose, cálcio, proteínas totais, ureia, ácido úrico e creatinina na hemolinfa de B. glabrata, ambas as substâncias foram dosadas através de kits específicos e lidas em espectrofotômetro em 545 nm. Através da técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), foi quantificado a presença de ácidos orgânicos: piruvato, oxaloacetato, citrato, succinato, fumarato, propionato, acetoacetato e β-hidroxibutirato na hemolinfa dos moluscos expostos ao CaCO3. Os resultados demonstraram que a concentração de cálcio na hemolinfa não apresentou diferença significativa (p>0,05) em relação ao controle, bem como, entre as concentrações testadas. A concentração de glicose diminuiu (p<0,05) nas exposições a 20mg e 40mg e aumentou nas exposições a 80mg e 100mg de CaCO3 em relação ao controle. Os ácidos orgânicos piruvato, oxaloacetato, citrato, succinato, fumarato e lactato tiveram suas concentrações aumentadas e propionato diminuída comparada ao controle na exposição ao CaCO3. A concentração de acetoacetato diminuiu e a de β-hidroxibutirato aumentou na exposição às concentrações testadas. Houve diminuição na concentração de proteínas totais e de ureia. A concentração de ácido úrico aumentou na exposição a 20mg de CaCO3 e, a concentração de creatinina aumentou nas exposições à 40mg e 100mg de CaCO3. Concluiu-se que moluscos expostos às diferentes concentrações de CaCO3, principalmente a partir de 14 dias, alteram o metabolismo como acontece em situações de estresse fisiológico, com a finalidade de regular o sistema redox do molusco.

Orientador: Gláucia Maria Ferreira da Silva Mazeto / Coorientador: Sérgio Alberto Rupp de Paiva / Banca: Adriana Lucia Mendes / Banca: Sergio Setsuo Maeda / Resumo: Introdução: No hipoparatireoidismo, é necessária a suplementação de cálcio (Ca) para controle da hipocalcemia, a qual é realizada, principalmente, com carbonato de cálcio (CaCO3). Existem dúvidas quanto a melhor forma de ingestão do CaCO3, se em jejum ou após as refeições. Objetivo: Avaliar, em mulheres com hipoparatireoidismo pós tireoidectomia total, as concentrações séricas de Ca, fósforo (P) e do produto Ca.P quanto à evolução ao longo de 5 horas, ao pico máximo, tempo decorrido para o pico máximo e a área sob a curva (AUC), após a suplementação com CaCO3, ingerido de três diferentes formas [em jejum, com água (A); em jejum, com suco de laranja (S); junto do café da manhã (CM), com água]. Casuística e métodos: foi realizado estudo tipo cross over com 12 mulheres adultas, entre 18 e 50 anos de idade, com hipoparatireoidismo pós tireoidectomia total, avaliadas em três situações diferentes, com intervalo de uma semana. Em cada situação, foi coletado sangue antes e cada 30, durante 5 horas, após a ingestão de CaCO3 (500 mg de Ca elementar). Foram avaliados a evolução do Ca, do P e do produto Ca.P séricos, além do pico máximo, do tempo para este pico e da AUC relativos a estes parâmetros. Resultados: Os valores médios do Ca, do P e do produto Ca.P se mantiveram, respectivamente, próximo ao limite inferior, dentro da faixa de normalidade e abaixo do limite de referência, no período avaliado. Porém, alguns valores individuais de Ca e P escaparam da faixa de normalidade. Os valores médios de Ca, P e produto Ca.P para o pico máximo (8,63 mg/dL para A, 8,77 mg/dL para S e 8,95 mg/dL para CM; 4,04 mg/dL para A, 4,03 mg/dL para S e 4,12 mg/dL para CM; 34,3 mg2/dL2 para A, 35,8 mg2/dL2 para S e 34,5 mg2/dL2 para CM, respectivamente), tempo para o pico (202,5 min para A, 182,5 min para S e 152,5 min para CM; 142 min para A, 135 min para S e 167 min para CM; 180 min para A, 187 min para S e 192 min... / Abstract: Introduction: In hypoparathyroidism, calcium supplementation is required (Ca) for controlling hypocalcemia, which is performed mostly calcium carbonate (CaCO3). There are doubts about the best way to intake of CaCO3 in fasting or after meals. Objective: The main objective of the study was to evaluate, in women with hypoparathyroidism after total thyroidectomy, serum concentrations of Ca, phosphorus (P) and Ca.P product evolution over 5 hours to peak, time to peak maximum and area under the curve (AUC) after supplementation with CaCO3 ingested in three different ways [fasting with water (W); fasting with orange juice (J); with breakfast (B), with water]. Casuistics and methods: The study design was a cross over type study, conducted with 12 adult women patients between 18 and 50 years of age with hypoparathyroidism after total thyroidectomy, evaluated in three different situations, with an interval of one week. In each situation, before and 30 each for 5 hours, after ingestion of CaCO3 (500 mg of elemental Ca). Were evaluated the evolution of Ca, P and serum Ca.P product beyond the maximum peak time for this peak and AUC for these parameters. Results: The mean values of Ca, P and Ca.P product remained, respectively, close to the lower limit, within the normal range and below the reference level, the period evaluated. However, some individual values of Ca and P were out of the normal range. The mean values of Ca, P and Ca.P product to the peak value (8.63 mg/dL for W, 8.77 mg/dL for J and 8.95 mg/dL for B; 4.04 mg/dL to W, 4.03 mg/dL for J and 4.12 mg/dL for B; 34.3 mg2/dL2 for W, 35.8 mg2/dL2 for J and 34.5 mg2/dL2 for B, respectively), time to peak (202.5 min for W, 182.5 min for J and 152.5 min for B; 142 min for W, 135 min for J and 167 min for B; 180 min for W, 187 min for J and 192 min for B, respectively) and AUC (2433 mg/dL.min for W, 2506 mg/dL.min J and 2577 mg/dL.min for B; 105 mg/dL.min for W, 105 mg/dL.min. for J and ... / Mestre

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-15T16:57:36Z No. of bitstreams: 1 KAMILA FREITAS PORTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2017..pdf: 2416618 bytes, checksum: 9e62c85bd253dcc11c3e6cb2c6a8e8ac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-15T16:57:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KAMILA FREITAS PORTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2017..pdf: 2416618 bytes, checksum: 9e62c85bd253dcc11c3e6cb2c6a8e8ac (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / Visando a problemática da disponibilidade e da qualidade hídrica, a dessalinização de águas através de processos com membranas é uma das alternativas para amenizar o problema da baixa qualidade e da escassez, produzindo água de boa qualidade. Porém, neste método ainda existem alguns obstáculos a serem vencidos, um deles é a incrustação nas membranas. Para resolver este problema em sistemas de osmose inversa, geralmente utilizam-se antiincrustantes comerciais, os quais são específicos para determinados sais. Dentre os íons comumente presentes em águas estão o bicarbonato (HCO3-) e o carbonato (CO32-), este último facilmente encontrado na forma de carbonato de cálcio (CaCO3), que em determinadas condições precipita, baixando a eficiência da membrana e, consequentemente, a quantidade de água produzida. Através do Índice de Saturação de Langelier (ISL) é possível detectar o risco de formação de precipitados deste sal nas águas salobras. Esse trabalho descreve os resultados da pesquisa realizada no estudo do pré-tratamento de águas para a diminuição do ISL, comparando o desempenho do ácido clorídrico versus antiincrustante comercial, Flocon 260. Para este fim, neste estudo inicialmente utilizou de águas sintéticas e posteriormente águas de poços, realizando testes em pequena e grande escalas. O HCl se mostrou um bom antiincrustante, uma vez que foi possível obter valores do ISL abaixo de zero para os dois tipos de experimentos, em escala de bancada e de piloto. Para os dois tipos de água foi possível se observar bons resultados e, quando comparado com o antiincrustante comercial observou-se uma melhor relação custo-benefício / Aiming at the issue of availability and water quality, the desalination of water through membrane processes is one of the alternatives to alleviate the problem of low quality and scarcity, producing good quality water. However, in this method there are still some obstacles to be overcome, one of them is the incrustation in the membranes. To solve this problem in reverse osmosis systems, commercial antifoulants are generally used, which are specific for particular salts. Among the ions commonly present in water are bicarbonate (HCO3-) and carbonate (CO32-), the latter easily found in the form of calcium carbonate (CaCO3), which under certain conditions precipitates, lowering the efficiency of the membrane and, consequently , The amount of water produced. Through the Langelier Saturation Index (ISL) it is possible to detect the risk of precipitation of this salt in brackish waters. This work describes the results of the research carried out in the study of water pretreatment for the reduction of ISL, comparing the performance of hydrochloric acid versus commercial antifoulant, Flocon 260. For this purpose, in this study initially used synthetic waters and later waters of Wells, performing tests on small and large scales. HCl proved to be a good antifouling since it was possible to obtain ISL values below zero for the two types of experiments, bench scale and pilot scale. For both types of water it was possible to observe good results and, when compared with the commercial antifoulant, a better cost-benefit ratio was observed.

A indústria da construção civil é conhecida como umas das atividades econômicas que causam os maiores impactos ambientais desde o processo de extração da matéria prima até a produção dos produtos, incluindo o transporte e manutenção do ambiente construído. A produção de um dos seus principais componentes, o cimento, é o maior contribuinte para a emissão de gases de efeito estufa, principalmente devido a queima de combustíveis fósseis. Por este motivo, pesquisas na área de biotecnologia sustentável são conduzidas para diminuir e até mitigar os efeitos danosos provocados pelos fatores que compõem a construção civil. Dentre estas pesquisas destacam-se as que se baseiam na Biomimética, que é uma ciência que busca na Natureza as soluções tecnológicas para os problemas que os desenvolvimentos humanos geralmente apresentam: a geração de resíduos poluentes, uso de produtos químicos tóxicos e processos que operam com energia e pressão elevadas. Com base nos conceitos biomiméticos, este trabalho se propôs a estudar a biomineralização, que é um processo que ocorre na Natureza a milhares de anos e é responsável pela formação de muitas estruturas biomineralizadas tanto no ambiente terrestre como aquático. A biomineralização é um fenômeno provocado pela ação de diversas espécies de microrganismos que durante o processo de obtenção de energia reciclam minerais presentes no solo e na água e os precipitam na forma de sais inorgânicos. Este material precipitado age como agente ligante de partículas como no caso de formações geológicas (estromatólitos) ou exoesqueletos de animais marinhos, por exemplo. Neste estudo foi avaliado a biomineralização por biodeposição de carbonato de cálcio precipitado na presença da espécie de bactéria ureolítica (Bacillus subtilis) em ensaios em escala laboratorial utilizando corpos de prova de areia, argamassa e concreto. Os corpos de prova em areia e argamassa foram observados em MEV e EDS permitindo a identificação de células de microrganismos, formação de biofilme e provável formação de cristais de carbonato de cálcio na região de biofilme. Os corpos de prova de concreto foram utilizados para avaliar as consequências da biodeposição na absorção de água por capilaridade do material. Resultados indicam redução de 20% na absorção de água por capilaridade. Com os resultados obtidos é possível concluir que a técnica de biodeposição pode ser uma alternativa ao tratamento superficial de estruturas de concreto, contudo requer estudos posteriores de aplicação técnica e viabilidade econômica. / The construction industry has been known as one of the economic activities that cause the major environment impacts since the process of raw material extraction until the products manufacturing including transport and maintenance of the built environment. The production of one of the main compounds, the cement, is the largest contributor to the greenhouse gas emissions, mainly due to burn fossil fuels. For this reason, researches in sustainable biotechnological area are conducted to minimize and even mitigate the damaging effects either promoted by construction industry factors. Among these ones, it stands out researches based on Biomimetic, which is a science that seeks in Nature the technological solutions for problems that human’s development usually presents: the generation of pollutant residues, the use of toxic chemicals and process that operates in high pressure and energy. Based on biomimetic concepts this research proposes to study the biomineralization, which is a process that has occurred in the Nature for thousands of years and it is responsible for the formation of many structures either in soil and water environments. The biomineralization is a phenomenon caused by several specimens of microorganisms that during the process of obtaining energy, they recycle minerals presents at soil and water inducing precipitation as inorganic salts. This precipitated material works as a binder of particles similar to geologic formations (stromatolites) or exoskeleton of sea animal for example. In this study the biomineralization was evaluated through biodeposition of precipitated calcium carbonate by specimen of ureolytic bacteria (Bacillus subtilis). Essays were held using samples made by sand, mortar and concrete. The samples made by sand and mortar were observed at MEV and EDS, allowing the identification of microorganism cells, biofilm formation and probable formation of calcium carbonate crystals at biofilm region. The concrete samples were used to evaluate the consequences of biodeposition on water absorption by capillarity of the material. The results show reduction of 20% on water absorption by capillarity. According the results achieved it possible to conclude that the biodeposition technique can be an alternative to superficial treatment for concrete structures. However, it will be required more studies to evaluate technical application and economical availability.

A indústria da construção civil é conhecida como umas das atividades econômicas que causam os maiores impactos ambientais desde o processo de extração da matéria prima até a produção dos produtos, incluindo o transporte e manutenção do ambiente construído. A produção de um dos seus principais componentes, o cimento, é o maior contribuinte para a emissão de gases de efeito estufa, principalmente devido a queima de combustíveis fósseis. Por este motivo, pesquisas na área de biotecnologia sustentável são conduzidas para diminuir e até mitigar os efeitos danosos provocados pelos fatores que compõem a construção civil. Dentre estas pesquisas destacam-se as que se baseiam na Biomimética, que é uma ciência que busca na Natureza as soluções tecnológicas para os problemas que os desenvolvimentos humanos geralmente apresentam: a geração de resíduos poluentes, uso de produtos químicos tóxicos e processos que operam com energia e pressão elevadas. Com base nos conceitos biomiméticos, este trabalho se propôs a estudar a biomineralização, que é um processo que ocorre na Natureza a milhares de anos e é responsável pela formação de muitas estruturas biomineralizadas tanto no ambiente terrestre como aquático. A biomineralização é um fenômeno provocado pela ação de diversas espécies de microrganismos que durante o processo de obtenção de energia reciclam minerais presentes no solo e na água e os precipitam na forma de sais inorgânicos. Este material precipitado age como agente ligante de partículas como no caso de formações geológicas (estromatólitos) ou exoesqueletos de animais marinhos, por exemplo. Neste estudo foi avaliado a biomineralização por biodeposição de carbonato de cálcio precipitado na presença da espécie de bactéria ureolítica (Bacillus subtilis) em ensaios em escala laboratorial utilizando corpos de prova de areia, argamassa e concreto. Os corpos de prova em areia e argamassa foram observados em MEV e EDS permitindo a identificação de células de microrganismos, formação de biofilme e provável formação de cristais de carbonato de cálcio na região de biofilme. Os corpos de prova de concreto foram utilizados para avaliar as consequências da biodeposição na absorção de água por capilaridade do material. Resultados indicam redução de 20% na absorção de água por capilaridade. Com os resultados obtidos é possível concluir que a técnica de biodeposição pode ser uma alternativa ao tratamento superficial de estruturas de concreto, contudo requer estudos posteriores de aplicação técnica e viabilidade econômica. / The construction industry has been known as one of the economic activities that cause the major environment impacts since the process of raw material extraction until the products manufacturing including transport and maintenance of the built environment. The production of one of the main compounds, the cement, is the largest contributor to the greenhouse gas emissions, mainly due to burn fossil fuels. For this reason, researches in sustainable biotechnological area are conducted to minimize and even mitigate the damaging effects either promoted by construction industry factors. Among these ones, it stands out researches based on Biomimetic, which is a science that seeks in Nature the technological solutions for problems that human’s development usually presents: the generation of pollutant residues, the use of toxic chemicals and process that operates in high pressure and energy. Based on biomimetic concepts this research proposes to study the biomineralization, which is a process that has occurred in the Nature for thousands of years and it is responsible for the formation of many structures either in soil and water environments. The biomineralization is a phenomenon caused by several specimens of microorganisms that during the process of obtaining energy, they recycle minerals presents at soil and water inducing precipitation as inorganic salts. This precipitated material works as a binder of particles similar to geologic formations (stromatolites) or exoskeleton of sea animal for example. In this study the biomineralization was evaluated through biodeposition of precipitated calcium carbonate by specimen of ureolytic bacteria (Bacillus subtilis). Essays were held using samples made by sand, mortar and concrete. The samples made by sand and mortar were observed at MEV and EDS, allowing the identification of microorganism cells, biofilm formation and probable formation of calcium carbonate crystals at biofilm region. The concrete samples were used to evaluate the consequences of biodeposition on water absorption by capillarity of the material. The results show reduction of 20% on water absorption by capillarity. According the results achieved it possible to conclude that the biodeposition technique can be an alternative to superficial treatment for concrete structures. However, it will be required more studies to evaluate technical application and economical availability.

Conchas do molusco Physa sp., um gastrópode (caracol) comum de aquários de água doce, serviram como modelo para o estudo de alguns aspectos envolvidos na biomineralização. A concha calcária é constituída por cristais de carbonato de cálcio depositados em associação com uma matriz orgânica. Os componentes cristalinos e a matriz, foram estudados por microscopia eletrônica de transmissão e de varredura, e caracterizados por métodos espectroscópicos e analíticos. A constituição cristalina, em geral, assemelha-se àquela existente na maioria dos moluscos, enquanto a camada nacarada, interna da concha, apresenta comparativamente maiores variações. A matriz orgânica consta de um componente insolúvel, essencialmente constituído por polissacarídeos, enxofre e fósforo; e outro componente solúvel, com predominância de serina, glicina, ácido aspártico e ácido glutâmico. A análise feita por ativação de nêutrons demonstrou maior concentração de cálcio, sódio e estrôncio; estes elementos estão geralmente relacionados à presença de aragonita, em outras conchas de moluscos. O estudo qualitativo da fase cristalina foi realizado por difração eletrônica e por espectroscopia de infravermelho. Para análise quantitativa, usou-se a difração de raios-X, sendo os dados refinados pelo método de Rietveld. Os resultados obtidos demonstram a existência de dois polimorfos do carbonato de cálcio, aragonita e calcita, na concha da Physa. A caracterização qualitativa dos componentes inorgânico e orgânico do material estudado, mostrou semelhanças com relação a outros gêneros de moluscos. Experimentos de cristalização do carbonato de cálcio in vitro produziram aragonita e vaterita em presença de ácido aspártico ou glutâmico. Sob ação de glicina, serina ou quitina, houve formação de calcita. Em presença da matriz orgânica insolúvel, houve cristalização de calcita, enquanto a matriz solúvel induziu a cristalização da aragonita. Analisou-se quantitativamente todas as fases cristalinas obtidas nestes experimentos e estudou-se a morfologia dos cristais formados através da MEV e por MO luz. O resultado comparativo das investigações usando a concha natural, e dos cristais sintetizados, permitiu confirmar o papel fundamental da matriz orgânica no processo de cristalização do carbonato de cálcio. / Shells of Physa sp., a common freshwater gastropod snail, were used as a model for mineralization studies of calcium carbonate. The shell is a biomineral that consists of organized crystalline deposits associated to an organic matrix, both of which were studied by transmission and scanning electron microscopy; they were further characterized by means of pectroscopic and analytical methods. As a whole, its structural organization does not differ greatly from that found in other mollusc shells, except for the innermost, nacreous layer, that lines the shell. The organic matrix in Physa was found to consist of an insoluble fraction, essentially containing a polysaccharide, sulphur and phosphor. In addition, another (soluble) fraction is present, in which serine, glycine, aspartic acid and glutamic acid residues prevail. Neutronic activation analysis demonstrates a high concentration of calcium, sodium and strontium, elements known to be related to the presence of aragonite in other molluscan shells. A qualitative study of the crystalline phase was obtained through use of electron diffraction and FTIR spectroscopy. For quantitative analysis X-ray diffraction was used, as refined by the Rietveld method. Results obtained demonstrate the existence of two calcium carbonate polymorphs, aragonite and calcite in the shell of Physa, Qualitative evaluation of both organic and inorganic material from Physa showed similarities to those found in other mollusk shells. In vitro experiments performed at similar-to-natural conditions, on crystallization of calcium carbonate, did also crystallize aragonite and vaterite, provided aspartic acid or glutamic acid were present; whereas calcite was formed in solutions containing glycine, serine or chitin. Aragonite did crystallize when the soluble organic matrix was added to the solution. All these crystalline phases obtained were quantitatively evaluated, their morphologies being studied through light and electron microscopies. A comparative study of the natural crystals from the shell, and those obtained in laboratory experiments, stresses the fundamental role of the organic matrix on calcium carbonate crystallization

O protozoário parasita Cryptosporidium emergiu como um dos mais importantes contaminantes da água responsável por vários surtos de criptosporidiose, afetando mais de 427.000 indivíduos em todo o mundo. Até hoje, pelo menos oito espécies do gênero Cryptosporidium foram descritas, mas somente o C. parvum têm sido associado às doenças gastroentestinais em humanos. A criptosporidiose pode ser fatal para imunocomprometidos e pode debilitar severamente indivíduos imunocompetentes. Os oocistos de Cryptosporidium são resistentes às pressões ambientais, podendo sobreviver por vários meses no ambiente aquático e são também resistentes à desinfecção por cloro utilizada no tratamento convencional de água. Este estudo teve como objetivos determinar a ocorrência e densidade de Cryptosporidium em amostras de água superficiais e tratadas (após floculação, coagulação, sedimentação, filtração e desinfecção) coletadas em duas Estações de Tratamento de Água da cidade de São Paulo. A relação entre os parâmetros da qualidade da água e a ocorrência de oocistos de Cryptosporidium também foi analisada. As amostras de água foram coletadas em intervalos mensais durante o período de um ano. Estas amostras foram concentradas por ''precipitação do carbonato de cálcio'' (VESEY et alii, 1993a) e através da técnica da ''membrana filtrante'' (ALDOM & CHAGLA, 1994). Os oocistos foram identificados pela técnica de imunofluorescência direta e a presença destes foi confirmada por microscopia de contraste de fase. Os níveis de coliformes totais e E.coli nas amostras de água foram determinados pela técnica dos tubos múltiplos, empregando substrato fluorogênico e cromogênico (Colilert 18, Iddex). De um total de 24 amostras analisadas, de cada tipo de água (sendo 12 de cada Estação de Tratamento de Água), os oocistos foram detectados em 75% das amostras de água bruta e em 12,5% das amostras de água tratada, quando estas foram concentradas por precipitação química e em 73,91% das amostras de água bruta e 33,33% das amostras das água tratada, quando as mesmas foram concentradas pela técnica da membrana filtrante. A densidade de oocistos de Cryptosporidium não apresentou correlação significativa com indicadores microbiológicos e os parâmetros físico-químicos de qualidade da água (p > 0,05). Os resultados obtidos sugeriram que o tratamento de água convencional é ineficaz para a remoção de oocistos, ressaltando a necessidade de estabelecer programas de gerenciamento em bacias hidrográficas (mananciais) que efetivamente garantam a baixa densidade de oocistos de Cryptosporidium em águas / The protozoan parasite Cryptosporidium has emerged as one of the most important contaminants of water, causing waterbone outbreaks of criptosporidiosis which have affected more than 427.000 individuals worldwide. At least 8 species of the genus Cryptosporidium has been associated with gastrointestinal disease in humans. Cryptosporidiosis can be life threatening to immunocompromised humans and can severely debilitate immunocompetent people. Cryptosporidium oocysts are environmentally robust and can survive in aquatic environments for months. Oocysts are resistant to standard chlorination disinfection used for drinking water treatment. The aims of this study were to determine the occurrence and the levels of Cryptosporidium in raw water samples and in drinking water (after flocculation, coagulation, sedimentation, filtration and disinfection) collected in two potable water treatment plants of the city of São Paulo. The relationship between parameters of water quality and the occurrence of Cryptosporidium were also analysed. Samples were collected at monthly intervals for a year. The samples were concentrated by flocculation (VESEY et alii, 1993a) and by membrane filtration (ALDOM & CHAGLA, 1994). The oocysts were identified by direct immunofluorescence assay and the presence was confirmed by phase contrast microscopy. The levels of coliforms and E.coli in the water samples were determined by the multiple tube technique using chromogenic and fluorogenic substrate (Colilert 18, Iddex). From a total of 24 samples of the each type of water investigated (12 oh the each potable water treatment plant), oocysts were detected in 75% of raw water and in 12,5% of drinking water samples, when concentrated by flocculation and in 73,91% of raw water samples and in 33,33% of drinking water samples when concentrated by membrane filtration. Cryptosporidium oocysts levels in the samples investigated was not significantly associated with microbiological indicators and water quality parameters (p > 0,05). The results suggested that the conventional treatment of water is ineffective in removing the oocysts, highlighting the necessity of establishing water catchment management programs which effectively ensure low levels of Cryptosporidium in raw water supplied to the treatment plants.