Orientador: Vander Kaufmann. / Coorientador: Adilson Pinheiro. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Nenhuma / Neste trabalho os nanotubos de carbono de parede única (SWNTs, do inglês single-walled carbon nanotubes) sintetizados pelo método HiPco foram dispersados em solução aquosa de três surfactantes aniônicos: colato de sódio (NaC), dodecilbenzenosulfonato de sódio (NaDDBS) e dodecilsulfato de sódio (SDS). Foi empregado um procedimento de dispersão que consiste de uma uma etapa inicial de desagregação ultrassônica, seguida de uma etapa de centrifugação, para remoção do material não desagregado. A concentração inicial de SWNTs foi fixada em 0,25 mg⋅mL−1. Todas as amostras foram preparadas em duplicatas. Quatro variáveis foram investigadas simultaneamente: a concentração de surfactante, o tempo de sonificação, a aceleração centrípeta e o tempo de centrifugação. Foram aplicadas técnicas de planejamento estatístico de experimentos para compreender a influência simultânea destes fatores e como eles interagem entre si. Como variável de resposta foi utilizada a área das absorções ressonantes na região de 500 a 1000 nm. As medidas de espectroscopia de absorção óptica foram realizadas em quatro datas diferentes para avaliar a degradação das amostras ao longo do tempo. A microscopia eletrônica de transmissão foi utilizada para avaliar a qualidade e o estado de agregação de algumas dispersões em função das condições experimentais. Foi desenvolvido um algoritmo computacional para automatizar o tratamento dos dados. No primeiro passo os dados são processados por um filtro de ruído espectral que calcula as médias sobre valores de absorção óptica consecutivos. No passo seguinte as absorções ressonantes dos SWNTs são obtidas após a correção da linha de base típica de materiais grafíticos. No passo final, são calculadas as áreas espectrais e identificadas as posições de máximo das linhas espectrais. Os resultados mostraram que nas condições experimentais estudadas, os fatores tempo de sonificação, aceleração centrípeta e tempo de centrifugação foram significativos. Como esperado, verificou-se que o tempo de sonificação contribui para aumentar a concentração final dos nanotubos dispersos e que o aumento da aceleração centrípeta e do tempo de centrifugação contribui para reduzir a concentração final. Verificou-se que todas as interações entre as variáveis consideradas no planejamento experimental (AB+CD, AC+BD e AD+BC) influenciam na absorção óptica das dispersões, apesar de terem menor influência que os efeitos principais B, C e D. Através de um modelo de ajuste para as áreas totais, foi estimada a absorção óptica média na faixa de 500 a 1000 nm, em excelente concordância com os valores médios obtidos experimentalmente. Em relação à microscopia eletrônica de transmissão (MET), esta revelou a presença de feixes de nanotubos em todas as dispersões analisadas. Todavia, devido às limitações da técnica, não foi possível afirmar se esta estrutura agregada existe em solução ou foi formada durante a preparação da grade de microscopia. A análise por MET também revelou uma característica importante da amostra utilizada. Observou-se que estes nanotubos encontram-se altamente decorados com nanopartículas esféricas de ferro, cujos diâmetros são da ordem de 5 nm e que foram encontradas mesmo após condições rigorosas de centrifugação (120.000 g por 120 min). Isso evidencia a existência de uma forte interação entre as nanopartículas de Fe e os SWNTs nesta amostra. / In this work, HiPco single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were dispersed in aqueous solutions of three anionic surfactants: Sodium cholate (NaC), sodium dodecylbenzenesulfonate (NaDDBS) and sodium dodecyl sulfate (SDS). The dispersion procedure employed consisted of an initial ultrasonic disaggregation step, followed by a centrifugation step for the removal of the non disaggregated material. The initial concentration of SWNTs was set at 0.25 mg⋅mL−1. All samples were prepared in duplicate. Four variables were investigated simultaneously: the surfactant concentration, the sonication time, the centripetal acceleration, and the centrifugation time. Experimental design techniques were employed to evaluate the simultaneous influence and interaction of the factors. The response variable used was the area of the resonant absorptions ranging from 500 nm to 1,000 nm. Optical absorption measurements were performed at four different dates to evaluate the degradation of the samples over time. Transmission electron microscopy was used to evaluate the quality and the state of aggregation of some dispersions as a function of the experimental conditions. A computer algorithm was developed for the automatic data processing. In the first step the data were processed with a spectral noise filter that calculated the average of consecutive absorption values. In the next step, with the help of a hyperbolic baseline, the resonant absorptions of the SWNTs were obtained after correction of the typical baseline of graphitic materials. In the last step, the area above the baseline, or the specific area - AE, the total area - AT , and the ratio of the two (the percent area) Apct were calculated. The algorithm also allowed the identification of maximum absorption peak positions. The results shows that in the experimental conditions investigated, the factors sonication time, centripetal acceleration, and centrifugation time were significant. As expected, it was observed that the sonication time contributes to increase the final concentration of the dispersed nanotubes and that the increase in the centripetal acceleration and in the centrifugation time contributes to reduce the final concentration. However, its contribution was insignificant for NaC and little important for NaDDBS. All the interactions considered in the experimental design (AB+CD, AC+BD, and AD+BC) influenced the optical absorption of the nanotube dispersions, despite their smaller influence in relation to the main effects B, C, and D. The average optical absorption in the range from 500 nm to 1,000 nm was estimated using a fitting model for the total areas, giving excellent agreement with the average values obtained from the experimental data. Transmission electron microscopy (TEM) analysis revealed the presence of nanotube bundles in the dispersions analyzed. However, due to technical limitations, it is not possible to state whether this aggregate structure existed in solution or whether it was formed during the preparation of microscopy grids. The TEM analysis also revealed an important characteristic of the samples studied. These HiPco SWNTs are highly decorated with spherical iron nanoparticles with diameter in the order of 5 nm, which were also observed even after rigorous ultracentrifugation (120,000g for 120 min), making it clear that there is a strong interaction between Fe nanoparticles and SWNTs in this sample.

Neste trabalho, vários tipos de compostos foram testados com o objetivo de avaliar sua potencialidade para uso como inibidores de corrosão de armadura de aço carbono em concreto armado. Os aditivos testados foram benzoato de sódio, benzotriazol, carbonato de ítrio, polietilenoglicol, e hexametilenotetramina. Inicialmente foram realizados ensaios exploratórios para seleção dos candidatos potenciais entre os compostos testados com base na eficiência de inibição determinada por ensaios eletroquímicos, especificamente ensaios de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os ensaios eletroquímicos foram realizados em uma solução sintética composta por 0,01N de hidróxido de sódio (NaOH) mais 0,05N de hidróxido de potássio (KOH), para simular a composição da solução dentro dos poros no concreto. O aditivo que apresentou melhor potencialidade para uso como inibidor de corrosão foi o benzotriazol (BTA). Após eliminação dos compostos que apresentaram potencial de plicação, e seleção do candidato com maior eficiência de inibição no meio de estudo, o efeito da sua concentração na resistência à corrosão foi avaliado. Soluções de nitrito de sódio foram também usadas nas mesmas oncentrações que as adotadas para as de BTA para efeito de comparação. O nitrito de sódio é um inibidor de corrosão já estabelecido para reforços de aço carbono em concreto, mas este tem sido associado com efeitos tóxicos. O benzotriazol (BTA) foi associado com eficiências de inibição sempre superiores às do nitrito de sódio nas mesmas concentrações. Um filme escuro e aderente foi formado na superfície do aço durante períodos longos de imersão no meio alcalino contendo BTA. Os resultados apontaram para o alto potencial de aplicação do BTA como aditivo inibidor da corrosão do aço em estruturas de concreto armado, podendo vir a substituir o nitrito nestas aplicações. / In this work, various compounds were tested to evaluate their potential capability for their use as corrosion inhibitors of carbon steel reinforcement in concretes. The addit ives tested were sodium benzoate, polyethylene glycol, hexamethylenetetramine, benzot riazole and itrium carbonate. Initially, exploratory tests were carried out to select the ones to be used as corrosion inhibitors, based on the inhibit ion ef f iciency determined from elect rochemical tests, specifically polar ization tests and elect rochemical impedance spect roscopy. These tests were carried out in a solut ion composed of 0.01N sodium hydroxide (NaOH) and 0.05N potassium hydroxide (KOH) to simulate the composition of the solution inside the pores in concretes. The additive that presented the most promising potent ial to be used as cor rosion inhibitor was benzot r iazole (BTA). Af ter the elimination of some compounds and selection of the additive with higher corrosion inhibit ion efficiency in the test medium, the effect of its concent ration on the cor rosion inhibition efficiency was evaluated. Sodium nitrite solutions with the same concentrat ions as those solutions with BTA were tested for compar ison reasons. Sodium nitr ite is a well established corrosion inhibitor for carbon steel reinforcement in concretes but it has been related to toxic effects. The BTA was associated to higher corrosion inhibit ion efficiencies than that of sodium nitrite in similar concentrations. A blackish adherent film was formed on the steel surface exposed to BTA solut ions dur ing long periods of immersion in the alkaline medium. The results suggest that BTA is a potential candidate for subst itution of nit rites as corrosion inhibitor of reinforcements in concrete

O objetivo principal do trabalho foi o de desenvolver um novo tipo de eletrodo a partir de uma rede de silicona funcionalizada com o grupo tiol. A síntese da rede foi feita através das reações de condensação e hidrólise utilizando o Poli(dimetisiloxano) (PDMS) e o alcoxisilano 3-mercaptopropil-trimetoxisilano (MPTS). A caracterização do material foi realizada utilizando as técnicas de Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho e Termogravimetria. Para a realização dos experimentos eletroquímicos, foi montado um eletrodo de trabalho do tipo pasta de carbono, contendo o material preparado e carbono grafite amorfo. Um estudo da composição do eletrodo foi feito a fim de se obter um eletrodo com características que possibilitassem a detecção de metais. O comportamento eletroquímico do material foi estudado utilizando a técnica de Voltametria Cíclica tendo como molécula sonda o ferricianeto de potássio. A Técnica de Voltametria de Pulso Diferencial foi utilizada em testes de detecção utilizando soluções contendo os metais cobalto, zinco, cobre e cádmio, onde os dois últimos foram detectados. Observou-se que o cádmio pode ser detectado em concentrações mais baixas que o cobre, sugerindo que a interação do enxofre do grupo tiol é maior com o cádmio. Além disso, foram comparados os valores de detecção de cádmio obtidos por Voltametria de Pulso Diferencial e Espectroscopia de Absorção Atômica, tendo sido estes próximos. / In the present work the main objective was the development of a new type of electrode from a silicon network functionalized with the thiol group. The synthesis was made through hydrolysis and condensation reactions using Poly(dimetilsiloxane) (PDMS) and the alkoxysilane 3-mercaptopropyl-trimethoxysilane (MPTS). To characterize the material were used Infrared Absorption Spectroscopy and Thermogravimetry. For the electrochemical experiments, a carbon paste electrode containing the prepared material was prepared. A composition study was made in order to obtain a new electrode with features that allow the detection of metals. The electrochemical behavior of the material was studied using Cyclic Voltammetry with potassium ferricyanide. Differential Pulse Voltammetry Technique was used for the detection tests with solutions containing cobalt, zinc, copper and cadmium, the last two were detected. Cadmium was detected in lower concentrations than copper, suggesting that interaction with the sulfur is higher with cadmium. Furthermore, the obtained values for cadmium detection in Differential Pulse Voltammetry were compared with Flame Atomic Absorption data, presenting near values.

O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e estudo das propriedades de materiais nanocompósitos, formados por resina fenólica (fenol-formaldeído) e nanotubos de carbono (NT) com camadas múltiplas (MWCNTs). No preparo dos nanocompósitos a matriz foi polimérica, sendo sintetizados dois conjuntos de resinas fenólicas, com variações nas razões molares e nas concentrações [H+]. As amostras foram caracterizadas por Espectroscopia Infravermelho, com Reflectância Total Atenuada (FT-IR–ATR), FT-IR-ATR com aquecimento in situ, 13C-RMN e Análise Termogravimétrica (TGA), Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia Raman dos resíduos de TGA, comprovando que a amostra 1 mol fenol: 3 mols formaldeído, com catalisador na razão 3,2M (1phe:3form_3,2M) deveria ser utilizada para introdução dos NT. Os NT foram oxidados e funcionalizados com organossilano APTES (3-aminopropil-tri-etoxisilano) melhorando sua dispersão na matriz, caracterizados por Raman e DRX. Várias amostras foram preparadas contendo porcentagens diferentes de NT (0,3 a 2,5% com relação ao fenol). Os nanocompósitos foram caracterizados por FT-IR – ATR, evidenciando que incorporação dos NT não alterou estruturalmente os polímeros. Também através de TGA comprovou-se que o comportamento térmico dos nanocompósitos contendo NT melhorou. A DRX dos resíduos de TGA comprovou que graças à formação de redes de NT interconectados no interior da matriz, a amostra contendo maior quantidade de NT, diminuiu a perda de massa em cerca de 10%, quando comparada ao polímero puro, o que provavelmente também propiciará menor incidência de fumaça e resultados significativos na proteção térmica de outros materiais. A adição do NT interferiu na viscosidade final do pré-polímero e consequentemente na cura do polímero. Com a realização da Espectroscopia Raman feita nos resíduos de TGA das amostras puras e dos nanocompósitos, foi possível verificar que as Razões ID/IG destes, são próximas as dos NT funcionalizados e a do grafite, tendo a possibilidade deste polímero ser precursor polimérico de carbono. / This work describes the preparation, characterization and study of the properties of materials nanocomposites formed by phenolic resin (phenol-formaldehyde) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). In the preparation of the matrix polymer nanocomposites, were sinthesized two sets of phenolic resins, one with variations in molar reasons and another one with variations in the concentration [H+]. The samples were characterized by Infrared Spectroscopy with Attenuated Total Reflectance (FT-IR-ATR), FT-IR-ATR with heating in situ, 13C-RMN and TGA (Thermogravimetric Analysis), x-Ray Difraction and Raman Spectroscopy of TGA residues proving that the sample 1phenol:3formaldehyde with 3,2M HCl (1phe:3form_3,2M), should be used for prepare the matrix of nanocomposite. The carbon nanotubes (CNT) were oxidized and funcionalized with organofunctional silans APTES (3-Triethoxysilylpropylamine) improving its dispersion in the array, TGA residues were characterized with Raman Spectroscopy and DRX. Several samples were prepared containing percentages of CNT (0,3 to 2,5%p relative to phenol). The Nanocomposites were characterized by FT-IR – ATR evidencing that incorporation of CNT did not change structurally polymers. Also through TGA attesting that the thermal properties of the Nanocomposites containing CNT have been improved. TGA residues were analysed by DRX proving the formation of CNT networks interconnected within the array, the sample containing higher amounts of CNT, decreased the loss of mass by about 10 percent when compared to the neat polymer, which probably also provide lower incidence of smoke and significant results on thermal protection of other materials. The addition of the CNT interfered in viscosity end of polymer pre and consequently in curing of the polymer. With the realization of Raman Spectroscopy made in the remaining TGA neat samples and nanocomposites was possible to verify that the reason ID/IG of these nanocomposites are close to those of the funcionalized CNT and the graphite having the possibility of this polymer be polymeric precursor of carbon.

Os praguicidas são uma importante ferramenta na agricultura devido ao seu potencial em prevenir e controlar o crescimento de organismos prejudiciais à lavoura, resultando em um maior rendimento e melhoria da qualidade das plantações. Os fungicidas triazólicos representam uma das classes de praguicida mais empregada na agricultura de frutas, vegetais e grãos, devido ao seu excelente poder protetor, erradicante e curativo contra um amplo espectro de doenças agrícolas. Entretanto, a habilidade desses compostos de alterar a biossíntese de hormônios esteroidais pode resultar em complicações endócrinas para mamíferos, além de alterações nos níveis de colesterol e triglicerídeos e ainda em hepatotoxicidade, fazendo-se necessário o desenvolvimento de técnicas analíticas de preparo de amostras apropriadas para a extração e pré-concentração desses praguicidas nos recursos hídricos e em alimentos. Dentre as técnicas de análise de amostras ambientais, podemos destacar a extração em fase sólida em disco, que permite o emprego de alto volume de amostra e alto poder de pré-concentração dos analitos. Ainda sobre o preparo de amostras, destaca-se o surgimento dos nanotubos de carbono (CNT), um material recentemente empregado como fase extratora com alta capacidade sortiva, elevada área superficial e elevado volume interno, estabilidade e resistência mecânica, química e térmica. Desse modo, este trabalho propõe, pela primeira, vez o emprego de membrana de extração impregnada com CNT para a finalidade de extração de toxicantes orgânicos em amostras ambientais. A metodologia desenvolvida foi validada, seguindo protocolos internacionais de validação e foram obtidos limites de quantificação inferiores aos preconizados por legislações específicas – LIQ entre 0,1 e 0,5 ng.L-¹, em uma faixa analítica entre 50 e 100 a 10.000 ng.L-¹, com R² superior a 0,99. / The praguicides are an important tool in agriculture due its potential to prevent and control the growth of harmful organisms to crops, resulting in higher yields and improved quality of crops. The triazol fungicides represent one of pesticide classes mostly employed in agriculture of fruits, vegetables and grains, due to their excellent protective, eradicating and curative power against a broad spectrum of agricultural diseases. However, their ability to change steroid hormone biosynthesis may result in endocrine complications for mammals, as well as changes in cholesterol and triglyceride levels and hepatotoxicity, making necessary the development of analytical techniques for the extraction and pre-concentration of these pesticides on water resources and food. Among the analysis of environmental samples techniques highlight the disk solid phase extraction which allows the use of high sample volume and high pre-concentration power. Still on sample preparation carbon nanotubes (CNT) has been often used as solid extraction phase due to its high sorption capacity, high surface area, high internal volume and mechanical, chemical and thermal strength. Thus, this project proposed for the first time the use of extraction membrane impregnated with CNT for the extraction of organic toxicants in environmental samples. The developed methodology was validated following international validation protocols and quantification limits lower than the recommended by specific legislation were obatined – the limits of quantification were between 0,1 and 0,5 ng.L-¹ – and the analytical range were between 50 and 100 to 10.000 ng.L-¹, with linear coefficient correlation higher than 0,99. / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Os anticonvulsivantes são fármacos bastante utilizados no tratamento da epilepsia. Todavia, sua periculosidade é elevada, visto que há uma grande proximidade entre a faixa terapêutica e a dose tóxica. Assim sendo, a avaliação do perfil cinético dessa classe de substâncias é imprescindível. Entretanto, analisar substâncias em fluidos biológicos não é uma tarefa trivial visto que os analitos estão imersos em matrizes complexas, sendo necessária uma preparação da amostra para retirada de interferentes. Uma opção interessante para realizar extrações diretas é trabalhar com materiais que possuam a capacidade de reter compostos de baixo peso molecular e ao mesmo tempo excluírem proteínas da amostra, como é o caso dos nanotubos de carbono de acesso restrito (RACNTs). Neste trabalho, foi realizada a síntese dos RACNTs por meio do recobrimento dos CNTs comercial com albumina de soro bovino (BSA) para posteriormente utilizá-los como adsorventes (coluna extratora) em um sistema de Cromatografia Líquida multidimensional em modo column switching, para análise direta de fenobarbital, carbamazepina e primidona em plasma sanguíneo humano. Os modelos de quimissorção e Sips foram os que melhores se ajustaram aos dados experimentais nos estudos cinéticos e de equilíbrio, respectivamente. A análise dos cromatogramas obtidos permitiu identificar todos os compostos de interesse devido aos bons valores obtidos de resolução de pico. A faixa analítica testada foi de 2 e 40 µg mL-¹ (R² > 0,99). O limite de quantificação foi de 2 µg mL-¹ para todos os fármacos, ao passo que o limite de detecção assumiu um valor igual a 0,1 µg mL-¹. Com relação à precisão (intra e intercorrida) e exatidão (intra e intercorrida) os analitos apresentaram valores inferiores a 15% e entre -15 e 15%, respectivamente. O método proposto mostrou-se eficiente na extração e separação de fármacos anticonvulsivantes em amostras reais, o que sinaliza sua possível utilização na monitorização terapêutica. / Anticonvulsivant are drugs often used in the treatment of the epilepsy. However, their danger is high, whereas there is a close proximity between the therapeutic range with the toxic dose. Therefore, the evaluation of the kinetic profile of this class of drugs is essential. But, analyze substances in biological fluids is not a trivial task because the analytes are immersed in complex matrices, making it necessary to sample preparation for removal of interfering. An interesting option to make direct extractions is to work with materials that having the capacity to retain low molecular weight while excluding the sample proteins, such as the restricted access carbon nanotubes (RACNTs). In this work, was made the synthesis of RACNTs by recoating of CNTs commercial with bovine serum albumin (BSA) to subsequently use them as adsorbents (extraction column) in a multidimensional Liquid Chromatography system in column switching mode for direct analysis of phenobarbital, carbamazepine and primidone from human blood plasma. The models of chemisorption and Sips were the best fitted to the experimental data in kinetic studies and equilibrium, respectively. It was possible to identify all compounds of interest in the obtained chromatograms, due to the good values of peak resolution. The analytical curve ranges from 2 to 40 mg L-¹ (R² > 0.99) for all the analytes. The limit of quantitation was of 2 mg L-¹ for all drugs, while the limit of detection assumed values equal to 0.1 µg mL-¹. Concerning precision (within and between-day) and accuracy (within and between-day) the analytes presented values less that 15% and between -15 and 15%, respectively. Additionally, the proposed method was efficient in the extraction and separation of anticonvulsivants drugs from real samples, being possible its use in therapy monitoring.

Orientador: Mauro Galetti Rodrigues / Banca: Pedro Henrique Santin Brancalion / Banca: Marco Aurélio Ribeiro de Mello / Banca: Mathias Mistretta Pires / Banca: Carine Emer / Resumo: A extinção de animais é uma ameaça silenciosa nas florestas tropicais. As florestas tropicais estão se tornando ecossistemas defaunados, especialmente de animais de grande porte. No entanto, a defaunação vai além da perda de animais carismáticos, o que estamos perdendo são interações fundamentais que modulam a funcionalidade da floresta e, portanto, dos serviços ecossistêmicos associados. A defaunação tem efeitos sobre a dispersão de sementes, a ciclagem de nutrientes, a qualidade da água, a manipulação de matéria fecal, entre outros serviços ecossistêmicos. Nesta tese, exploramos os efeitos da defaunação de grandes animais no serviço ecosistêmico de estoque de carbono em florestas tropicais. Nós encontramos que o serviço ecossistêmico de armazenamento de carbono está sustentado pelos animais de grande porte, isso porque frugívoros grandes são os principais dispersores de árvores com sementes grandes e, as árvores com sementes grandes tendem a ser altas e com madeira densa, armazenando assim grandes quantidades de carbono. Portanto, a remoção de árvores de sementes grandes das florestas, devido à perda de dispersão induzida pela falta dos grandes frugívoros, pode reduzir o potencial do estoque de carbono da floresta. No entanto, a redução não é direta porque os frugívoros menores podem compensar parcialmente a perda dos grandes frugívoros. Além disso, a perda de grandes predadores de sementes também pode afetar o potencial estoque de carbono. Em comunidades fortemente defauna... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Animal loss is a silent threat of forest ecosystem. Tropical forests are becoming defaunated ecosystems, especially defaunated of large animals. The loss of animals goes beyond than the loss of charismatic animals, what we are losing are key interactions that modulate the functionality of the forest and therefore of the associated ecosystem services. For instance, defaunation have effects over seed dispersal, nutrient cycling, water quality and dung removal among others ecosystem services. In this thesis, we explore the potential effects of defaunation of large animals in carbon stock ecosystem services of tropical forest. We found that the carbon stock ecosystem service is supported by large animals due to large frugivores are the main dispersers of large-seeded trees and, large-seeded trees tend to be tall trees with dense wood, therefore, store high quantities of carbon. Hence, the removal of large-seeded trees from the forest, because of diminished dispersal induced by the lack of large frugivores, reduce the carbon stock potential of the forest. However, the reduction is not straightforward because smaller frugivores can partially compensate for the loss of large frugivores. Moreover, strong defaunation effects in the seed predators communities can also affect the carbon stock potential of the forest. In strongly defaunated communities small rodents tend to increase their abundance and the predation pressure over large seeds, reducing their recruitment. In addition, we e... (Complete abstract click electronic access below) / Resumen: La extinción de animales es una amenaza silenciosa en los bosques tropicales. Los bosques tropicales se están convirtiendo en ecosistemas defaunados, especialmente despoblados de grandes animales. Esta pérdida de animales va más allá de la pérdida de animales carismáticos, lo que estamos perdiendo son interacciones clave que modulan la funcionalidad del bosque y, por lo tanto, de los servicios ecosistémicos asociados. Por ejemplo, la defaunación tiene efectos sobre la dispersión de semillas, el ciclo de nutrientes, la calidad del agua, la eliminación de excrementos, entre otros servicios de los ecosistemas. A través de esta tesis, exploramos los efectos potenciales de la defaunación de animales grandes en el servicio ecosistémico de almacenamiento de carbono de los bosques tropicales. Encontramos que el almacenamiento de carbono es soportado por animales grandes debido a que los frugívoros grandes son los principales dispersores de árboles con semillas grandes y, los árboles con semillas grandes tienden a ser árboles altos con madera densa, y consequentemente, almacenan altas cantidades de carbono. En consecuencia, la eliminación de árboles de semilla grande del bosque, debido a la dispersión disminuida inducida por la falta de grandes frugívoros, puede reducir el potencial de reserva de carbono del bosque. Sin embargo, la reducción no es directa debido a que los frugívoros más pequeños pueden compensar parcialmente la pérdida de frugívoros grandes. Además, los fuertes efecto... (Resumen completo clicar acceso eletrônico abajo) / Doutor

O compósito carbono-carbono é um material que consiste de uma matriz carbonosa reforçada com fibras de carbono e é indicado para aplicações em meios de extrema agrassividade térmica associada a elevadas exigências mecânicas e químicas. O presente trabalho constituiu-se da construção de um sistema integrado de equipamentos, para processamentos em escala laboratorial, que permitisse estudar as condições necessárias para a obtenção do compósito carbono-carbono utilizando a técnica de infiltração química em fase gasosa assistida por plasma (PECVI). Os parâmetros estudados foram: pureza do gás precursor de carbono, corrente de descarga, temperatura do sistema, tempo de deposição e pressão do gás no interior do reator. A superior eficiência do processo assistido a plasma, em relação ao processo convencional de CVI, foi confirmada por meio do estudo da variação da massa e da massa específica aparente dos compósitos produzidos. Constatou-se que a pureza do gás não influencia significativamente na taxa de deposição do carbono pirolítico. Por outro lado observou-se que o incrfemento nos valores dos parâmetros corrente da descarga, temperatura e tempo de processamento produz aumento no rendimento em ganho de massa da amostra. Pelo estudo da variação da pressão verificou-se a existência de uma faixa de pressão, em torno de 1 Torr, onde se observa a máxima eficiência de infiltração. A utilização de técnicas de caracterização estrutural e morfológica como as de microscopia ótica de luz polarizada (MOLP), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-x, permitiu analisar o poder de infiltração correlacionado à característica estrutural da camada de carbono pirolítico depositada. A avaliação do ganho em eficiência de deposição causado pelo plasma sobre o efeito térmico do processo CVI convencional levou à conclusão da aplicabilidade vantajosa do sistema de reator construído para o desenvolvimento de peças e componentes de composto carbono-carbono de uso aeroespacial.

O acabamento superficial ou rugosidade das fibras é um fator importantíssimo no estudo da interface fibra/matriz, no que tange à integridade da estrutura, principalmente em estudos de mecanismos de falhas em compósitos, um assunto de suma importância para a indústria aeronáutica, onde esses materiais são amplamente utilizados. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da resistência da interface bem como o mecanismo de absorção de energia durante o processo de pull-out em compósitos, incorporando-se a rugosidade superficial das fibras. Para tanto, foi realizada uma profunda análise da superfície das mesmas por meio de um levantamento da topografia das fibras de carbono T300 (com size e sem size) através de Microscopia de Força Atômica, para a determinação da rugosidade superficial, e conseqüentemente, da área e perímetro real das fibras. Novas metodologias de análise de imagens de Microscopia de Força Atômica foram desenvolvidas, para este objetivo, por meio de ajustes mais aderentes à superfície cilíndrica das fibras. Também foi realizada uma análise fractal da superfície das fibras bem como a sugestão de um modelo de ajuste por uma função matemática. Foi desenvolvido um modelo matemático para análise do processo de pull-out utilizando o método de slab. A inclusão de fatores de correção da rugosidade (convencional, ajuste de função e fractal) juntamente com condições de contorno adequadas nas equações diferenciais obtidas no modelo, possibilitou prever-se, de forma razoavelmente boa, valores de tensões e deformações, possibilitando o cálculo da energia necessária para o pull-out e a comparação desses parâmetros com os resultados experimentais dos ensaios de pull-out. Outros parâmetros relevantes também serão apresentados.