Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeilaROM.pdf: 1106532 bytes, checksum: 919e086ca601ac57108653607838c88e (MD5) Previous issue date: 2008-11-10 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Leather tanneries generate effluents with high content of heavy metals, especially chromium, which is used in the mineral tanning process. Microemulsions have been studied in the extraction of heavy metals from aqueous solutions. Considering the problems related with the sediment resulting from the tanning process, due to its high content in chromium, in this work this sediment was characterized and microemulsion systems were applied for chromium removal. The extraction process consists in the removal of heavy metal ions present in an aqueous feeding solution (acid digestion solution) by a microemulsion system. First three different solid sludge digestion methods were evaluated, being chosen the method with higher digestion capacity. For this digestion method, seeking its optimization, was evaluated the influence of granule size, temperature and digestion time. Experimental results showed that the method proposed by USEPA (Method A) was the most efficient one, being obtained 95.77% of sample digestion. Regarding to the evaluated parameters, the best results were achieved at 95?C, 14 Mesh granule size, and 60 minutes digestion time. For chromium removal, three microemulsion extraction methods were evaluated: Method 1, in a Winsor II region, using as aqueous phase the acid digestion solution; Method 2, in a Winsor IV region, being obtained by the addition of the acid digestion solution to a microemulsion phase, whose aqueous phase is distilled water, until the formation of Winsor II system; and Method 3, in a Winsor III region, consisting in the formation of a Winsor III region using as aqueous phase the acid digestion solution, diluted in NaOH 0.01N. Seeking to optimize the extraction process only Method 1 (Systems I, II, and VIII) and Method 2 (System IX) were evaluated, being chosen points inside the interest regions (studied domains) to study the influence of contact time and pH in the extraction percentiles. The studied systems present the following compositions: System I: Surfactant Saponified coconut oil, Cosurfactant 1-Butanol, Oil phase Kerosene, Aqueous phase 2% NaCl solution; System II: Aqueous phase Acid digestion solution with pH adjusted using KOH (pH 3.5); System VIII: Aqueous phase - Acid digestion solution (pH 0.06); and System IX Aqueous phase Distilled water (pH 10.24), the other phases of Systems II, VIII and IX are similar to System I. Method 2 showed to be the more efficient one regarding chromium extraction percentile (up to 96.59% - pH 3.5). Considering that with Method 2 the microemulsion region only appears in the Winsor II region, it was studied Method 3 (System X) for the evaluation and characterization of a triphasic system, seeking to compare with a biphases system. System X is composed by: Surfactant Saponified coconut oil, Cosurfactant 1-Butanol, Oil phase Kerosene, Aqueous phase Acid digestion solution diluted with water and with its pH adjusted using 0.01N NaOH solution. The biphasic and triphasic microemulsion systems were analyzed regarding its viscosity, extraction efficiency and drop effective diameter. The experimental results showed that for viscosity studies the obtained values were low for all studied systems, the diameter of the drop is smaller in the Winsor II region, with 15.5 nm, reaching 46.0 nm in Winsor III region, being this difference attributed to variations in system compositions and micelle geometry. In chromium extraction, these points showed similar results, being achieved 99.76% for Winsor II system and 99.62% for Winsor III system. Winsor III system showed to be more efficient due to the obtaining of a icroemulsion with smaller volume, with the possibility to recover the oil phase in excess, and the use of a smaller proportion of surfactant and cosurfactant (C/S) / Os curtumes geram efluentes carregados em metais pesados, especialmente o cromo, utilizado no processo de curtimento. Microemuls?es t?m sido estudadas na remo??o de metais pesados. Considerando o problema encontrado no sedimento gerado no processo de curtimento, pelo elevado teor de cromo, no presente trabalho nos propomos a caracteriz?-lo e aplicar sistemas microemulsionados para remo??o do cromo. O processo de extra??o consiste em remover o metal de uma alimenta??o aquosa (solu??o ?cida digerida) para uma fase microemuls?o. Iniciou-se a pesquisa avaliando tr?s diferentes m?todos de digest?o de sedimentos, escolhendo-se o m?todo que apresentasse maior percentual de digest?o, sendo este m?todo otimizado atrav?s de mudan?as no di?metro das part?culas do sedimento, tempo e temperatura de digest?o. Nesse estudo, escolheu-se o m?todo proposto pelo EPA (M?todo A), que se mostrou mais eficiente, obtendo-se um percentual de 95,77% de digest?o da amostra. Com rela??o aos par?metros avaliados, os melhores resultados foram obtidos com a temperatura a 95?C, granulometria de 14 Mesh e tempo de opera??o de 60 minutos. Para os estudos da extra??o foram utilizados tr?s m?todos: o M?todo 1, que consiste na forma??o de uma regi?o de Winsor II, utilizando a solu??o ?cida digerida como fase aquosa; o M?todo 2, que consiste em utilizar uma microemuls?o cuja fase aquosa ? ?gua destilada e adicionar a solu??o ?cida digerida at? a obten??o de um sistema de Winsor II; e o M?todo 3, que consiste na forma??o de uma regi?o de Winsor III, utilizando a solu??o ?cida digerida, dilu?da em NaOH 0,01N, como fase aquosa. Para o estudo da otimiza??o da extra??o foram avaliados apenas os M?todos 1 (Sistemas I, II e VIII) e 2 (Sistema IX), escolhendo-se pontos dentro das regi?es de interesse (dom?nio estudado) para estudar a influ?ncia do tempo e do pH no percentual de extra??o. Os sistemas estudados apresentam as seguintes composi??es: Sistema I: Tensoativo ?leo de coco saponificado, Cotensoativo 1-Butanol, Fase oleosa Querosene, Fase aquosa NaCl 2,0%; Sistema II: Fase aquosa Solu??o ?cida digerida ajustada c/ KOH (pH 3,5); Sistema VIII: Fase aquosa Solu??o ?cida digerida (pH 0,06) e Sistema IX: Fase aquosa ?gua destilada (pH 10,24), as demais fases dos Sistemas II, VIII e IX s?o semelhantes ao Sistema I. Atrav?s desse estudo, observou-se que o M?todo 2 foi mais eficiente, com percentuais de 96,59% de extra??o, em pH 3,5. Tendo em vista que com a aplica??o do M?todo 2 s? se obt?m os sistemas de Winsor II, estudou-se um sistema capaz de fornecer a regi?o de Winsor III (tr?s fases) para efeito de compara??o da efici?ncia na extra??o do cromo, com um sistema de duas fases (Winsor II) e, assim, constituiu-se o M?todo 3, utilizando o Sistema X. O sistema X apresenta a seguinte composi??o: Tensoativo ?leo de coco saponificado, Cotensoativo 1-Butanol, Fase oleosa Querosene, Fase aquosa Solu??o ?cida digerida dilu?da em ?gua e ajustado com NaOH 0,01N. As microemuls?es nas regi?es bif?sicas e trif?sicas foram analisadas com rela??o ? viscosidade, extra??o e di?metro efetivo da gota. Os resultados obtidos nas regi?es de W II e WIII foram os seguintes: a viscosidade ? baixa em todos os pontos estudados e o comportamento dos fluidos ? do tipo Newtoniano; o di?metro da gota ? menor na regi?o de Winsor II, com di?metro de 15,5 nm, atingindo 46 nm em Winsor III, sendo essa varia??o atribu?da ?s composi??es estudadas e ? geometria da micela; os resultados obtidos na extra??o com os dois sistemas foram semelhantes, com 99,76% de extra??o em WII e 99,62 % em WIII. O sistema utilizando WIII mostrou-se mais eficiente na extra??o do cromo devido a obten??o de uma microemuls?o com menor volume, a possibilidade de recuperar o ?leo em excesso e a utiliza??o de uma menor propor??o de cotensoativo e tensoativo (C/T)

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No meio rodoviÃrio brasileiro, que detÃm 96,2% da matriz de transporte de passageiros e 61,8% da matriz de cargas, à flagrante a deterioraÃÃo dos revestimentos asfÃlticos provocada pelo crescente aumento do volume e do peso das cargas transportadas. Tal configuraÃÃo contribui sobremaneira para o surgimento de defeitos, destacando-se as deformaÃÃes permanentes e o trincamento por fadiga. Por outro lado, o estado do Cearà revela uma carÃncia por rodovias pavimentadas, onde apenas 16,0% da malha possuem algum tipo de revestimento asfÃltico. A mistura asfÃltica Stone Matrix Asphalt (SMA) surgiu hà alguns anos como soluÃÃo para combater defeitos em rodovias com elevadas solicitaÃÃes de carga. Alguns estudos, contudo, mostram que SMAs com granulometrias de tamanho mÃximo nominal (TMN) menores que os tradicionalmente utilizados oferecem desempenhos semelhantes aos SMAs com TMN usuais. O objetivo desta pesquisa foi dosar misturas SMA com granulometrias distintas para estudar algumas caracterÃsticas desse tipo de mistura, investigando a influÃncia (i) do TMN, (ii) do percentual de agregado passante na peneira N 4 (4,75mm) para SMAs com TMN de 12,5mm e (iii) do tipo de compactaÃÃo (Marshall à Superpave) no comportamento mecÃnico das mesmas por meio dos ensaios de (i) mÃdulo de resiliÃncia (MR), (ii) resistÃncia à traÃÃo (RT), (iii) fadiga à tensÃo controlada, (iv) resistÃncia à traÃÃo retida (RTR) por umidade induzida e (v) desgaste CÃntabro. Os resultados reforÃam a noÃÃo de que SMAs com pequeno TMN apresentam desempenhos comparÃveis a SMAs tradicionais, sendo o SMA com TMN de 4,75 um atrativo como potencial soluÃÃo para a pavimentaÃÃo cearense, considerando as caracterÃsticas de trÃfego da malha do estado. / In Brazilian roadways, which concentrate 96.2% of the passengers and 61.8% of the cargo, it is clear the deterioration of asphalt pavements caused by an increasing volume and weight of the vehicle loadings. This configuration strongly contributes to pavement distresses, specially rutting and fatigue cracking. On another hand, the state of Cearà shows a lack of paved roadways, with only 16.0% of paved roads. The Stone Matrix Asphalt (SMA) mixture appeared a few years ago as a solution for minimizing distresses on roadways with high traffic levels. Some researches, however, demonstrate that SMA mixtures with small Nominal Maximum Aggregate Sizes (NMAS) offer similar performances to SMA mixtures with usual NMAS. The objective of the present research was to design SMA mixtures with different gradations in order to study some characteristics of this type of mixture, investigating the effect (i) of the NMAS, (ii) of the percentage of aggregate passing in sieve N. 4 (4.75mm) for 12.5mm NMAS SMA mixtures and (iii) of the compaction type (Marshall à Superpave) on the mechanical behavior of the mixtures. The mixtures were evaluated by (i) resilient modulus, (ii) indirect tensile strength, (iii) fatigue life (stress controlled), (iv) resistance to moisture damage and (v) Cantabro abrasion. The results support the idea that SMA mixtures with small NMAS behave similar to those with usual NMAS. Furthermore, the 4.75mm NMAS SMA appears to be a potential solution for roadways in CearÃ, considering the traffic configuration of this state.

Alguns dos mais freqüentes parâmetros utilizados como indicadores de qualidade do solo são: resistência tênsil de agregados (RT); densidade do solo (Ds); textura e curva de retenção de água do solo (CRAS). O objetivo deste estudo foi avaliar e desenvolver métodos para a determinação destes parâmetros e testar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, propondo alterações que tornem esses parâmetros mais precisos. Para RT foi proposto o uso do dinamômetro IMPAC, como equipamento alternativo ao KALATEC. Foram utilizados agregados (diâmetro 22,2 mm) do horizonte diagnóstico de um ARGISSOLO ACINZENTADO coeso, localizados em Pacajus-CE. Na determinação da Ds, avaliou-se a viabilidade do uso de um verniz automotivo como revestimento, substituto à resina saran na impermeabilização de agregados. Foram realizados ensaios preliminares para estabilidade desses agregados, número de imersões no verniz e tempo de secagem. Para validação da metodologia foram utilizados, além dos solos coesos e não coesos de Pacajus-CE, outros cinco solos, coletados em Piracicaba-SP. Na seleção da metodologia para análise granulométrica (AG) foram testados seis métodos: hidrômetro (com uma e quatro leituras); pipeta; micro-pipeta; método rápido e o do IAC, em 20 amostras de TFSA dos horizontes A e/ou B provenientes de 16 perfis de solos representativos dos estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul, com teores de argila entre 6 e 81 %. A comparação entre os métodos supracitados foi realizada com base em: ajuste por regressão linear entre as frações granulométricas determinadas pelo método da pipeta versus os demais; mudanças na classe textural indicadas no triângulo textural; e o melhor ajuste entre a fração argila e a umidade do solo retida na tensão 1500 kPa. Dados de retenção da água no solo, obtidos a partir do equipamento WP4-T, foram ajustados pelo modelo proposto em Genuchten (1980). Para avaliar o uso de condicionadores químicos na redução do caráter coeso de solos, a partir de medidas da RT, foram testados dois polímeros aniônicos (PAM). No Brasil, utilizaram-se os agregados coesos de Pacajus-CE, nos quais aplicou-se PAM por capilaridade. Na Austrália, usaram-se agregados de um solo hardsetting e o PAM foi aplicado com spray (líquido) ou a lanço (sólido), combinado com condicionadores a base de cálcio (sulfato e cloreto). Os valores da RT determinados por ambos os equipamentos (IMPAC e KALATEC) não diferiram entre si. No entanto, o IMPAC reduziu em quase 50 % o tempo de análise, com exatidão e precisão satisfatórias, o que reitera sua viabilidade em substituir o KALATEC. Os resultados da Ds demonstraram que o verniz automotivo Lazzudur é uma excelente alternativa à resina saran, além de reduzir o custo e o tempo de análise. Com relação à escolha do método para AG, a comparação entre os métodos mostrou que o do hidrômetro com uma leitura como uma alternativa viável, devido a sua simplicidade nos procedimentos de análises. A aplicação de PAM nos agregados dos solos coesos de Pacajus-CE não diminuiu a sua RT, sugerindo-se a redução das taxas aplicadas. A aplicação de PAM combinado com gesso refletiu na melhoria da qualidade física dos solos coesos da Austrália, reduzindo os valores da RT desses solos. / Some of the most common parameters used as indicators of soil quality are tensile strength of aggregates (TS), bulk density (Bd), texture and soil water retention curve (SWRC). The aims of this work were to: (i) evaluate and develop methods for determining these parameters; (ii) test the use of the chemical conditioners in reducing the character of cohesive soil. The less expensive IMPAC dynamometer was proposed to TS analysis, as alternative equipment to KALATEC. Aggregates (22.2 mm diameter) from cohesive soil Ultisol, located in northeast of Brazil were used. The feasibility of using automotive varnish to coat soil clods for bulk density measurement was evaluated for replacing SARAN resin. Preliminary tests were conducted to determine the clod stability, the number of immersions of clod in the varnish and drying time of the varnish. To confirm this methodology, clods of the cohesive and not cohesive Ultisol soil from northeast of Brazil and the other five soils from southern of Brazil were used. Six methods were evaluated for measuring particle size analysis (PSA): Hydrometer (with one and four readings); pipette, micro-pipette, \"rapid method\" and IAC method (Brazilian institute) using 20 samples of the A and/or B horizons of air dried soil from 16 soil profiles more significant of Santa Catarina and Rio Grande do Sul States, with clay range from 6 to 81 %. The comparison among these methods was conducted by: fitting linear regression between the pipette method versus the other; changing in textural class in the textural triangle; and the best fitting between fraction clay and soil moisture hold in 1500 kPa tension. Soil water retention data by WP4-T equipment were fitted by the model proposed in Genuchten (1980). Changes of TS of the cohesive soil after treatment with two kinds of anionic polymer (PAM) were investigated. In Brazil, clods from northeast were used and the PAM was applied by capillarity in the laboratory. In Australia, clods of a hardsetting soil were used and the PAM was applied by spray (liquid) or spread (solid), besides of conditioners based calcium (chloride and sulfate). No significant difference was detected at TS values determined by both of equipments tested. However, IMPAC equipment reduced time of analysis by almost 50%, with high accuracy, as a result it can replace the KALATEC equipment. Bulk density data showed that the automotive varnish is an excellent alternative to SARAN resin. The simpler procedure for determination of PSA was the hydrometer method (one reading), consequently, it was preferred than the other. The application of PAM at cohesive soils, from northeast of Brazil, did not reduce TS due to the high PAM concentration used in this study. This result suggests to need to reduce PAM rates. Gypsum an

O objetivo principal desta pesquisa é avaliar a influência que as propriedades estudadas dos agregados exercem sobre propriedades volumétricas e mecânicas de misturas asfálticas densas. Para tanto, foram avaliadas as propriedades de consenso e de origem, especificadas pelo Superpave, de um conjunto de agregados, além de suas densidades, porosidade, absorção e adesividade. Foram estudados agregados de gabro, basalto e areia natural e três tipos de granulometrias, uma denominada AZR, passando acima da zona de restrição da especificação Superpave, e outras duas, obtidas através do sistema de seleção granulométrica Bailey. Também três níveis de energia de compactação foram aplicados às misturas, 75, 110 e 155 golpes por face do corpo-de-prova Marshall. Avaliou-se o comportamento mecânico das misturas através dos ensaios de estabilidade e fluência Marshall, fluência por compressão uniaxial uniforme, fluência por compressão uniaxial dinâmica, resistência à tração, módulo de resiliência e fadiga. Os resultados mostraram que, de uma maneira geral, o agregado de gabro apresentou superioridade em relação ao agregado de basalto e de areia natural, tanto quando analisado isoladamente como quando analisado nas misturas asfálticas. Suas características de forma, angularidade e textura superficial permitiram arranjos entre partículas adequados, formando esqueletos estruturais resistentes à deformação permanente e também à fadiga. As análises das misturas à luz da granulometria mostram que, de uma maneira geral, a granulometria AZR produziu misturas mais estáveis, mais resistentes à deformação permanente e à fadiga. Pôde-se constatar, também, que as propriedades volumétricas são sensíveis às densidades dos agregados e à taxa de absorção destes, além de serem influenciadas diretamente pelas características de superfície dos agregados e pela energia de compactação. Com o aumento da energia de compactação aplicada, as partículas angulosas e rugosas dos agregados de gabro e de basalto arranjaram-se de maneira mais próxima e, por conseqüência, houve a diminuição dos vazios do agregado mineral e elevação da estabilidade e rigidez das misturas, sem, contudo, causar prejuízos à vida de fadiga. Os estudos sobre a absorção de asfalto pelos agregados revelaram que os agregados absorvem mais asfalto quanto mais fina a espessura da película de asfalto que os envolve e, também, que misturas com um mesmo teor de asfalto absorvem quantidades semelhantes de asfalto, sendo o tempo necessário para que a absorção se complete diretamente proporcional à viscosidade (temperatura) do asfalto. / The main objective of this research is to evaluate the influence that the studied properties of aggregates have on volumetric and mechanical characteristics of dense asphalt mixtures. It was evaluated origin and consensus properties, specified by the Superpave, for a set of aggregates, besides their densities, porosity, absorption and adhesiveness. Aggregates of gabbro, basalt and natural sand were studied and three types of aggregate gradations, one called AZR, passing above the zone of restriction of the Superpave specification, and two others, obtained through the Bailey method. Three levels of compaction energy were applied, corresponding respectively to 75, 110 and 155 blows of the Marshall hammer per face of the specimen. The mechanical behavior of the hot mix asphalt (HMA) was evaluated through the Marshall stability and flow, static and dynamic creep, indirect tensile strength, resilient modulus and fatigue tests. The results showed that, in general terms, the gabbro aggregate presented a superior behavior compared to the natural sand aggregate and the basalt aggregate, based on both aggregate and asphalt mixture evaluation tests. Its characteristics of form, angularity and surface texture resulted in an adequate arrangement between particles, building a resistant structural skeleton to both permanent deformation and fatigue cracking. Analyses of the HMA mixtures as a function of gradation showed that, in general terms, AZR mixtures were more stable, more resistant to permanent deformation and to fatigue cracking than Bailey mixtures. It could be evidenced that the volumetric properties depends on the specific gravity and the absorption rate of the aggregates, being also directly influenced by aggregate surface characteristics and compaction energy. Increasing the energy applied for specimen compaction resulted, for the angular and rough particles of gabbro and basalt aggregates, in a closer arrangement, with reduction of the voids in mineral aggregate and increase of the stability and stiffness of the mixtures, without, however, causing damages that could conduct to a shorter fatigue life. The studies about absorption of asphalt by aggregates showed that the smaller the asphalt film thickness the greater the asphalt absorption. The results also showed that HMA with the same asphalt content absorb similar amounts of asphalt, although the necessary time to complete the absorption is directly proportional to the asphalt viscosity (temperature).

O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da variação do teor de umidade no valor do índice de suporte CBR de uma brita estabilizada granulometricamente e de seis solos coletados em rodovias do interior do Estado de São Paulo. Os seis solos estudados foram divididos em três pares, com curvas granulométricas próximas, mesma classificação HRB e USCS, sendo cada par formado por um solo de comportamento laterítico e um solo de comportamento não-laterítico. Os corpos-de-prova foram moldados na umidade ótima e massa específica seca máxima obtidos com os resultados do ensaio de Proctor normal. Os materiais foram analisados sob quatro condições de umidade: sem imersão, após alcançar metade da umidade de estabilização, após quatro e oito dias de imersão. Observou-se a distribuição da umidade interna dos corpos-de-prova para cada uma das situações. Foi analisada a influência do envelhecimento dos materiais solto e compactado por quatro dias e sem imersão, nos resultados dos ensaios de CBR. Com os resultados pôde-se correlacionar a influência da granulometria e da gênese dos materiais nos resultados dos ensaios de índice de suporte CBR nas diversas condições de umidade avaliadas. / The aim of this dissertation is to evaluate the variation influence of the moisture content on the value of the CBR support index of a granulometrically stabilized crushed stone and six soils. The soils studied were divided into three pairs with similar particle size distribution curves and same HRB and USCS classification. Each pair is formed by a soil of lateritic and non-lateritic behaviors. The specimens were moulded in the optimum moisture content and maximum dry density obtained from the results of the standard Proctor tests. The materials were analysed under four moisture conditions: without immersion, after reaching half of the stabilization moisture, and after four and eight days of immersion. The internal moisture distribution of the specimens was observed for each situation. The internal distribution moisture was observed for each situation. The influence of the aging of the loose and compacted materials was analysed for four days without immersion in the test results of CBR. According to the results it was possible to correlate the influence of both granulometry and genesis of the materials on test results of CBR support index in the diverse moisture conditions evaluated.

O município de Viamão está localizado na região metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande Sul. A barragem Mãe d\'Água foi construída em 1962, com o intuito de atender à demanda da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, mais precisamente o Instituto de Pesquisas Hidráulicas, porém, devido à falta de planejamento urbano, durante os últimos quarenta anos, vem acarretando uma diversificada série de passivos ambientais, como contaminantes orgânicos e/ou inorgânicos. Neste seguimento, o presente trabalho busca avaliar as concentrações dos metais Zinco e Níquel, teores de matéria orgânica e a composição granulométrica nas diferentes profundidades amostradas em testemunhos de sedimentos produzidos nesta bacia hidrográfica que compõe a barragem Mãe d\'Água. As coletas de amostras foram realizadas em junho de 2014, sendo amostrados quatro testemunhos sedimentares distribuídos no lago da referida barragem. Para a extração dos testemunhos foi utilizado um amostrador de núcleo \"Piston Core\". Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Com os resultados obtidos, a caracterização granulométrica da sedimentação sob o barramento mostrou-se suscetível a contaminação por metais ao longo nas últimas décadas. Todas as amostras apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Os teores de matéria orgânica quando correlacionados as concentrações de Zn e Ni evidenciaram o crescente enriquecimento nos testemunhos analisados, confirmando a alta afinidade destes elementos à sedimentos compostos de fração orgânica. O índice de geoacumulação para a maior parte das concentrações dos metais nas diferentes profundidades encontra-se caracterizadas como não poluída. Considerando que a área de estudo se caracteriza historicamente pela ocupação residencial, ações antropogênicas podem ser consideradas as principais provedoras dos passivos ambientais aos corpos d\'água. / The municipality of Viamão is located in the metropolitan region of Porto Alegre, state of Rio Grande do Sul. The Mãe D\'água Dam was built in 1962, so that demands from the Federal University of Rio Grande do Sul, more precisely the Institute of Hydraulic Research could be met. However, due to a lack of urban planning over the past forty years, the dam has caused several environmental liabilities, such as organic contaminants and / or inorganic contaminants. This manuscript addresses an evaluation of the concentrations of the metals zinc and nickel metals, organic matter content and particle size composition at different depths sampled in sediment cores produced in the watershed that comprises Mãe d\'Água. Four sediment core distributed in the dam lake were collected in June 2014, by \"Piston Core\" core sampler. Sediments whose fraction was lower than 63μm were subjected to chemical analyses regarding the presence and concentration of nickel (Ni) and zinc (Zn). The acid digestion methodology employed was EPA 3050, adopted by the US Environment Protection Agency. The analyses were performed in duplicate and two USGS (US Geological Survey) reference materials, namely: SGR-1b and SCO-1 were used for the quality control. The particle size characterization of sedimentation under the bus has proved susceptible to metal contamination over the past decades. All samples showed concentrations of Zn and Ni higher than the local background values and growth patterns, which evidenced an enrichment of sediments. In comparison to the organic matter content, the Zn and Ni concentrations showed a growing enrichment, which confirmed the high affinity of these elements for sediments composed of organic fraction. The geoaccumulation index for most of the metal concentrations at different depths has been characterized as non polluted. As whereas the study area is historically by historically residential occupation, anthropogenic actions can be considered the main causes of environmental damage to water bodies.

O hexaluminato de cálcio (CaAl12O19 ou CA6) poroso é um material promissor para aplicações de isolamento térmico pois combina baixa condutividade térmica (~0,33 Wm-1K-1 a 1400 °C), resistência mecânica razoável (2 – 8 MPa), inércia química, boa refratariedade (Tf ~1830 °C) e alta resistência ao choque térmico. Existem várias rotas para se obter o CA6 por meio de reações em temperaturas acima de 1300 °C, usando diversas fontes de Al2O3 e CaO, assim como diferentes métodos de processamento. No entanto, embora suas propriedades físicas tenham sido avaliadas, dois pontos principais ainda requerem investigação: o impacto das características das matérias-primas no desenvolvimento da microestrutura de sistemas porosos formados in situ, e a evolução da microestrutura e propriedades de sistemas obtidos a partir de CA6 pré-formado. Neste trabalho, foram produzidas peças de CA6 in situ a partir de diferentes fontes de Al2O3 (alumina calcinada e hidróxido de alumínio) e carbonato de cálcio (CaCO3) de diferentes granulometrias, processados por prensagem uniaxial e moldagem direta de suspensões e submetidas a diferentes tratamentos térmicos. As amostras (verdes e secas e após tratamento térmico) foram submetidas à análise microestrutural (MEV e DRX) e dilatométrica, ensaios para determinação das propriedades físicas (porosidade total, distribuição de tamanho de poros e condutividade térmica) e propriedades mecânicas (resistência à ruptura por compressão e módulo elástico). Estruturas à base de CA6 formado in situ obtidas por prensagem e moldagem direta apresentaram elevada porosidade (até 71 %) e uma resistência à compressão acima de 10 MPa. Verificou-se que o processo de conformação determinou a porosidade à verde inicial da peça, enquanto o tamanho de partícula de alumina induziu a um crescimento de grão assimétrico (partícula grossa) ou à densificação da peça (partícula fina). Dois mecanismos antagonistas acontecem ao mesmo tempo na reação in situ: a reação expansiva da formação de aluminatos intermediários (efeito porogênico) e a densificação das partículas de Al2O3. As partículas de carbonato tiveram uma grande influência no tamanho final dos poros. O efeito porogênico do hidróxido de alumínio foi efetivo até um conteúdo máximo de 50 %vol. / Porous calcium hexaluminate (CaAl12O19 or CA6) is a promising material for thermal insulation applications because it combines low thermal conductivity (~0,33 Wm-1K-1 at 1400° C), reasonable mechanical strength (2 – 8 MPa), chemical inertia, good refractoriness (Tf ~1830 °C) and high resistance to thermal shock. There are several routes to obtain CA6 by reactions at temperatures above 1300 °C, using various sources of Al2O3 and CaO, as well as different processing methods. However, although its physical properties have been studied, two main points still require investigation: the impact of the characteristics of the raw materials on the development of the microstructure of in situ formed porous systems, and the evolution of the microstructure and properties of systems obtained from preformed CA6. In this study, in situ CA6 bodies were produced from different sources of Al2O3 (calcined alumina and aluminum hydroxide) and calcium carbonate (CaCO3) of different granulometries, processed by uniaxial pressing and direct molding of suspensions and thermally treated at different temperatures. The samples (green and heat treated ones) were submitted to microstructural analysis (SEM and XRD) and dilatometry, also tests to determine the physical properties (total porosity, Hg porosimetry and thermal conductivity) and mechanical properties (compression strength and elastic modulus). In situ formed CA6-based structures obtained by pressing and direct molding showed high porosity (up to 71%) and a compressive strength above 10 MPa. It was found that the conformation process determined the initial porosity of the green body, while particle size of alumina may induce asymmetric grain growth (coarse particle) or densification of the ceramic body (fine particle). Two antagonistic mechanisms occur at the same time in the in situ reaction: the expansive reaction of the formation of intermediate aluminates (porogenic effect) and the densification of Al2O3 particles. The carbonate particles had a great influence on the final pore size. The porogenic effect of aluminum hydroxide was effective up to a maximum content of 50% vol.

La present investigació suposa una contribució a l'anàlisi de la resposta hidrològica i fluvial de conques de muntanya al Pre-Pirineu, i al desenvolupament de metodologies de caracterització de la precipitació integrada per subconques, així com la granulometria de rius de graves, de manera que es millorin els resultats de models hidrològics e hidràulics. Concretament, s'analitza i modelitza la resposta hidrològica i fluvial de la conca del riu Isàbena (420 km2) durant el període Abril 2000- Abril 2002, escollida com a representativa de les condicions i processos hidrològics del Pre-pirineu. Es plantegen dues escales d'estudi: conca i llera fluvial. A nivell de conca, s'ha determinat la importància del gradient sud-nord (1,84%/km) i s'han derivat polinomis per estimar arealment la precipitació, aspecte essencial per a una correcta caracterització pluviomètrica en el marc de l'anàlisi d'events de crescuda. A continuació, mitjançant dades de camp i modelització s'ha analitzat la resposta hidrològica de la conca a events de crescuda, i la influència dels diferents aportacions de les subconques a l'hora de formar l'ona d'avinguda principal a l'Isàbena, observant-se una contribució predominant de les conques del nord. El coeficient mitjà d'escolament per flux superficial a la conca és de 0,12. A nivell de llera, s'han estudiat dos dos trams trenats de 11 km de longitud. En primer lloc, s'ha analitzat la variabilitat espacial de la granulometria de la llera, a una resolució detallada, mitjançant l'ús combinat de mesures de camp i teledetecció. L'ús de semivariogrames ha permès caracteritzar la textura de la imatge digitals de la llera, que es relaciona amb la granulometria. Els errors mitjans en l'estimació de paràmetres característics (D50 i D84) es situen al volant del 20 al 30%, respectivament. Pel tram inferior en estudi el D50 mig és de 3,2 cm, mentre que pel superior, 25 km aigües amunt, és de 7,5 cm. Aquesta informació de base, juntament amb els hidrogrames generats anteriorment, ha permès la posterior modelització hidràulica bidimensional del trànsit de les avingudes. Finalment, l'anàlisi detallada de les variables hidràuliques de les diferents crescudes ha portat a modelitzar processos d'inici de moviment del material de la llera. Aquests resultats s'han relacionat amb processos d'incissió observats a camp. Aquests processos són especialment intensos al tram inferior en estudi, que és on de la modelització s'ha trobat un menor cabal llindar d'inici de moviment, concretament 14 m3/s. La present tesis afronta, per tant, l'anàlisi del comportament del flux en crescudes, des de la seva generació a partir de la precipitació fins a la seva sortida de la conca com a cabal fluvial. Aquest enfocament ha de servir de base per a estudis similars de la dinàmica del sediment, que permetin afrontar de forma integrada la gestió fluvial de rius com l'Isàbena, i aplicar-la a d'altres conques del Pre-Pirineu. / La presente investigación supone una contribución al análisis de la respuesta hidrológica y fluvial de cuencas de montaña en el Pre-Pirineo, y al desarrollo de metodologías de caracterización de la precipitación integrada por subcuencas, así como la granulometría de ríos de gravas, de manera que se mejoren los resultados de modelos hidrológicos e hidráulicos. En concreto, se analiza y modeliza la respuesta hidrológica y fluvial de la cuenca del río Isábena (420 km2) durante el periodo Abril 2000- Abril 2002, escogida como representativa de las condiciones y procesos hidrológicos del Pre-Pirineo. Se plantean dos escalas de estudio: cuenca y cauce. Al nivel de cuenca, se ha determinado la importancia del gradiente sur-norte (1,84%/km) y se han derivado polinomios para una mejor estimación areal de la precipitación, aspecto esenciales para una correcta caracterización pluviométrica en el marco del análisis de eventos de crecida. A continuación, mediante datos de campo y modelización se ha analizado la respuesta hidrológica de la cuenca a eventos de crecida, y la influencia de los diferentes aportes de las subcuencas a la hora de formar la onda de avenida principal en el Isábena, observándose una contribución predominante de la cuencas del norte. El coeficiente medio de escorrentía por flujo rápido en la cuenca es de 0,12. A nivel de cauce, se han estudiado dos tramos trenzados a lo largo de 11 km. En primer lugar, se ha analizado la variabilidad espacial de la granulometría del cauce, con una resolución de detalle, mediante el uso combinado de trabajo de campo y teledetección. El uso de semivariogramas ha permitido caracterizar la textura de las imágenes digitales del cauce, que se relaciona con la granulometría. Los errores medios en la estimación de parámetros característicos (D50 y D84) se sitúan alrededor del 20 al 30% respectivamente. Para el tramo inferior en estudio el D50 medio es de 3,2 cm, mientras que para el superior, situado unos 25 km aguas arriba, el D50 es de 7,5 cm. Esta información de base, junto con los hidrogramas generados anteriormente, ha permitido la posterior modelización hidráulica bidimensional del tránsito de las avenidas. Finalmente, el análisis detallado de las variables hidráulicas de las diferentes crecidas ha llevado a modelizar procesos de inicio de movimiento del material del cauce. Dichos resultados se han relacionado con procesos de incisión observados en campo. El material del tramo inferior en estudio presenta procesos de incisión especialmente intensos, y fue donde la modelización estimó un menor caudal de inicio de movimiento del material del cauce, concretamente 14 m3/s. La presente tesis aborda, por tanto, el análisis del comportamiento del flujo en crecidas, desde su generación en la cuenca a partir de la precipitación hasta su salida de la cuenca como caudal fluvial. Este enfoque ha de servir de base para estudios similares de la dinámica del sedimento, que permitan abordar de forma integrada la gestión fluvial de ríos como el Isábena, y aplicarla a otras cuencas del Pre-Pirineo. / The aim of this research is to analyze fluvial and hydrological response of Pre-Pyrenean mountain basins, and to develop methodologies to estimate rainfall at subbasin scale, and also grain size distribution of gravel-beds at reach scale, in order to improve the results of hydrologic and hydraulic models. In particular, fluvial and hydrological response of the Isabena river basin (420 km2) has been studied and modeled during a 2-year period (April 2000- April 2002), as a representative of conditions and processes of Pre-Pyrenean basins. Two study scales are faced: basin and riverbed. At basin scale, a south north rainfall gradient (1,84%/km) and polynomials to average precipitation spatially have been found, and this aspects are considered as essential to understand rainfall distribution during storm events. Besides, combining field data and modeling, hydrologic response of the basin has been analyzed, together with the effect of partial contribution from subbasins to form the main flood wave. Northern subbasins contributed with 84% of surface runoff, and the average basin runoff coefficient was 0,12. At riverbed level, 11 km of braided riverbed are studied. First, grain size spatial variability is studied, at a 1:1000 scale, through field measurements and airborne remote sensing. The texture of riverbed digital images is studied with semivariograms, and related to grain size distribution. Average error in D50 and D84 estimates were between 20 and 30%. An average D50 of 3.2 cm was found for the lower reach, whereas a 7.5 cm D50 was found for an upstream reach. This basic data, together with hydrographs previously generated, allowed a 2D hydraulic flood modeling of these events. At last, a study of initiation of motion processes was conducted from the hydraulic modeled data, and related to riverbed erosion observed through fieldwork. The minimum threshold discharge to initiate motion (14 m3/s) was found at the lower reach, where erosion processes have been more intense. This PhD thesis is devoted to analyze the behavior of surface water during floods in the Isábena basin, from its input as rainfall to its exit as discharge at the outlet. This approach must be followed by similar ones devoted to sediment, in order to be able to face in integrated way river management problems of river like the Isábena, and extend this approach to other Pre-Pyrenean basins.

Manguezais são formados por grupos de árvores e arbustos que se desenvolvem na zona de intermarés de regiões tropicais. Este ecossistema ao se estabelecer na interface do ambiente marinho e continental, apresenta sua formação relacionada com as flutuações relativas do nível do mar quaternário, através do preenchimento dos vales dos rios, margens de lagunas e baías com sedimentos tanto de origem continental como marinha. O conhecimento da distribuição de partículas e dos minerais constituintes da assembléia mineralógica dos solos em ambiente de planícies estuarinas, auxilia na compreensão de processos de sedimentação e geoquímica dentro dos estuários. O trabalho foi realizado nos manguezais distribuídos ao longo do litoral do Estado de São Paulo, e objetivou-se caracterizar os ambientes de sedimentação de acordo com a granulometria e o processo de evolução quaternária, determinar qualitativamente e semiquantitativamente a assembléia mineralógica e estudar em detalhe os tipos de esmectitas presentes nesses solos. Para tanto foram coletadas amostras de solos de 14 manguezais nas camadas de 0-20 e 60-80cm e de sedimento em suspensão do Rio Ribeira de Iguape, além de amostras de diferentes profundidades para datações. Determinaram-se as frações, argila, silte, areia total e 5 frações da areia, foram realizadas datações 14C por cintilação líquida e AMS na fração humina da matéria orgânica e por termoluminescência em grãos de quartzo. As análises mineralógicas foram realizadas na fração silte e argila e no sedimento em suspensão através de DRX, IV, MET, MEV com microanálise, ATD e ATG, realizou-se também o teste de Greene- Kelly para identificar o tipo de esmectitas presentes nesses solos. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que os solos dos manguezais do Estado de São Paulo podem apresentar diferentes texturas desde arenosa até muito argilosa, freqüentemente contêm altos teores de silte e todos têm idade holocênica, oscilando entre 410 anos A.P. e 3.700 anos; a distribuição de partículas está relacionada à morfologia atual do estuário e à natureza dos sedimentos costeiros adjacentes; a assembléia mineralógica da fração fina dos solos é constituída de pirita, nontronita, caulinita, illita, gibbsita, quartzo, feldspato, e localmente ocorrem goethita, vermiculita, biotita, halloysita e anatásio; os minerais alóctones são de origem continental e marinha; a distinção entre os cenários geomorfológicos ao longo do litoral condiciona a distribuição de minerais, e ainda foi inferido que ocorre neoformação de esmectita e de caulinita, e que o processo de oxidação de matéria orgânica nesses solos pode estar utilizando o Fe3+ da nontronita como receptor de elétrons. / Mangroves are formed by groups of trees and shrubs that develop in the intertidal zone of tropical regions. This ecosystem to establish in the interface of both marine and continental environment, present its formation related to the sea-level fluctuations during the quaternary period, where the terrigenous and marine sediments are deposited in rivers valleys, edges of lagoons and bays. The knowledge of both particle distribution and minerals constituent of soils in estuarines areas, can aid to understand the processes of sedimentation and geochemistry in this site. This study was carried out with mangroves distributed along the São Paulo State coast, and aims to characterize the sedimentary environments in accordance with grain size and process of quaternary evolution, to determine qualitatively and semiquantitatively the mineralogical assemblage and to identify the smectites types in these soils. Samples were collected from 14 mangroves soils at the layers 0-20 and 60-80cm, and also was collected sediment in suspension of the Ribeira de Iguape River, and samples of different depths for dating. The clay, silt and total sand sizes and 5 sand fractions were determined, radiocarbon dating were carried out by liquid scintillation counting and accelerator mass spectrometry in humin fraction of the soil organic matter and by thermoluminescence of quartz grains. The mineralogical analyses were carried out by XRD, FTIR, TEM, SEM, DTA and GTA in silt and clay sizes and in the sediment in suspension, also was made the Greene-Kelly test to identify the smectites type. According to the results we concluded that the mangroves soils from São Paulo State have different textures varying from sandy up to very clay, also occuring high silt contents. All the mangroves are holocenic, with ages varying from 410 yr B.P. to 3,700 yr; the particle distribution is related to the current geomorphological setting of the estuary and the origin of coastal sediments. The mineralogical assemblage is constituted of pyrite, nontronite, kaolinite, illite, biotite, gibbsite, quartz, feldspars, and locally occurs goethite, vermiculite, halloysite and anatase; the aloctones minerals are from both the terrigenous and marine origin; the difference between geomorphological settings along the coastal plain rules mineral distribution, and still it was inferred the neoformation of esmectita and kaolinite and that the process of organic matter mineralization in these soils may be using Fe3+ from nontronite as an electron acceptor.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T15:37:11Z No. of bitstreams: 1 SIUMARA RODRIGUES ALCÂNTARA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2008..pdf: 9760309 bytes, checksum: 3c00d833a82841dcdf4d92435feff3e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T15:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SIUMARA RODRIGUES ALCÂNTARA - DISSERTAÇÃO PPGEA 2008..pdf: 9760309 bytes, checksum: 3c00d833a82841dcdf4d92435feff3e2 (MD5) Previous issue date: 2008-01 / Capes / Dentre as diversas influências observadas no processo de fermentação semisólida, a atividade de água é um dos fatores mais importantes, pois está diretamente relacionada com a quantidade de água disponível ao microrganismo responsável pela síntese do produto. Assim, objetivou-se a produção de pectinases, usando o pedúnculo de caju seco como meio e o Aspergillus niger CCT 0916 como microrganismo, em um processo fermentativo semi-sólido, verificando a influência da quantidade de água e uma fonte de nitrogénio. Com isso, fez-se a caracterização físico-química do resíduo, o levantamento e ajuste das isotermas de adsorção, o cálculo do calor isostérico total e, verificou-se a influência da umidade inicial e a concentração de sulfato de amónio no meio através da execução de um planejamento fatorial 2 . Observou-se que a caracterização do pedúnculo indicou a necessidade do ajuste da concentração de açúcares redutores e da pectina. O modelo de GAB foi o que melhor ajustou as isotermas de adsorção. A atividade poligalacturonásica máxima foi obtida com atividade de água entre 0,99 e 1,00 e a atividade pectinolítica foi obtida com atividade de água igual a 0,99. Ocorreu inibição pela presença do sulfato de amónio no meio fermentativo com concentrações a partir de 1,5%, tendo apresentado efeito negativo sobre as atividades enzimáticas observadas. Diferentemente da umidade inicial que apresentou efeito positivo sobre as mesmas. Os maiores valores de atividade enzimática foram 11 U/g. Constatou-se também que o bagaço seco do pedúnculo do caju é um substrato competitivo perante outros descritos na literatura. / The water acíivity is one of the most important factor in this process, because it is related with the quantity of available water for the microorganism responsible for the synthesis of the product because the larges quantities of the agro industrial residues. In this context, this work has the objective the production of pectinases, using the cashew peduncle like substratum and the Aspergillus niger CCT 0916 like microorganism, in a solid-state fermentation process, checking the influence of water quantity and nitrogen source. It had done the physiochemical characterization of the residue, the construction and adjusts of the adsorption isotherms, the calculation of the isosteric heat and had checked the influence of the initial moisture and the ammonium sulphate concentration in the médium by factorial design. It observed that the peduncle characterization showed the necessity of adjust of reducing sugar and pectin. The best equation to fit the adsorption isotherms were GAB model. The maximum poligalacturonase activity was obtained with water activity between 0.99 and 1.00. The maximum pectinolytic activity was obtained with 0.99 of water activity. It was observed that occurred inhibition in the médium by presence of ammonium sulphate with concentration equal and over 1.5%. This variable showed negative effect on enzymatic activity. In the other hand, the inicial moisture showed positive effect on the same response. The most values of enzymatic activity were 11 U/g. It had evidenced that the dry bagasse of the cashew peduncle is a competitive substratum.