Devido a crescente demanda de energia elétrica este trabalho tem como objetivo a elaboração de um projeto bioclimático de uma edificação para o estudo sobre o uso de célula a combustível movida a hidrogênio solar, como forma de energia alternativa. O fornecimento de energia elétrica é feito apor meio de um sistema proveniente de painéis fotovoltaicos fornecendo energia para a produção de hidrogênio através da eletrólise da água para gerar energia elétrica com uma célula a combustível. A metodologia utilizada foi projetar uma casa típica da região do interior de São Paulo, para posteriormente dimensionar um sistema hidrogênio solar adequado para essa casa modelo. Foi feita a análise do clima local para posteriormente aplicar estratégias da arquitetura bioclimática. Os dados sobre o dimensionamento do sistema tais quais, número de painéis solares, número e volume dos tanques de hidrogênio necessários, potência e tamanho físico da célula a combustível foram fornecidos pela empresa UNITECH de fabricação de célula a combustível. Um modelo foi simulado utilizando uma planilha eletrônica; nele foram introduzidas as principais características e eficiências dos equipamentos que compõem o sistema, bem como o perfil de carga elétrica característico do local e seus custos. Como resultado foram analisadas as formas de dimensionar o sistema hidrogênio solar para uma residência típica, onde foi constatado que há duas formas de dimensionamento: uma através da demanda energética da casa (kWh) e outra através da potência requerida pelos equipamentos da casa (Watts). O modelo escolhido a ser estudado e representado com o projeto arquitetônico foi pela curva da demanda energética diária resultando em 450 kWh/mês, havendo assim a diminuição da área de painéis solares e viabilizando a introdução da nova tecnologia. Outro cenário foi analisado pelo cálculo da potência, resultando em um total de 5 kW e obtendo uma extensa área de painéis solares, no entanto essa energia que sobra poderia ser fornecida para as concessionárias auxiliando nos horários de pico a energia consumida, ou ainda formando uma mini usina para comunidades isoladas. No projeto arquitetônico da edificação foram analisadas as mudanças e dificuldades quanto ao design, local e instalação dos componentes para implantação do sistema. Os dados de energia gerada e consumida são analisados servindo também como base para diversas pesquisas. Conclui-se que o sistema ainda não consegue ser competitivo economicamente com o sistema tradicional de energia elétrica, se não levado em conta aspectos ambientais, e sem o apoio de uma forte política governamental; porém aspectos do processo projetual arquitetônico se mantêm praticamente os mesmos. E ainda destaca-se a mudança de paradigma da energia elétrica, pois o consumidor passa a ser produtor. / Due to increasing demand for electricity this paper aims to draw up a bioclimatic design a building for studies on the use of fuel cells powered solar hydrogen as an alternative energy. The electricity supply is done through a system from photovoltaic panels supplying power to produce hydrogen through electrolysis of water to generate electricity with a fuel cell. The methodology used was to design a typical home of the São Paulo region, using data from IBGE and SINFHA for later sizing a solar hydrogen system to the house style. Analysis of the local climate was taken by INMET, CPTEC and CIIAGRO. Subsequently the bioclimatic chart (NBR 15220) and the solar chart for use of bioclimatic architecture strategies are applied. The data on the system design as such, the number of solar panels, number and volume of hydrogen required, power and physical size of the fuel cell tanks were provided by the company UNITECH manufacturing fuel cell. A model was simulated using a spreadsheet; it was introduced the main characteristics and efficiencies of equipment that make up the system, as well as the listing of the characteristic electrical charge of the place and its costs. As a result ways to scale the solar hydrogen system for a typical residence, where it was found that there are two ways of scaling were analyzed: one through the house energy demand (kWh) and the other through the power required by the equipment of the house (Watts) . The model chosen to be studied and represented with the architectural design was by the curve of daily energy demand resulting in 450 kWh / month, so there is a decrease in the area of solar panels and enabling the introduction of new technology. Another scenario was analyzed by calculating the power, resulting in a total of 5 kW and getting a large area of solar panels, however this left over energy could be provided for utilities assisting at peak energy consumed, or forming a mini plant for isolated communities. In the architectural design of the building, we analyzed the changes and difficulties regarding the design, location and installation of components for deployment. The data generated and consumed energy are analyzed also serving as base for numerous research. We conclude that the system still can not be economically competitive with traditional power system, if not taken into account environmental aspects, and without the support of a strong government policy; But aspects of the architectural design process remain largely the same.

Este trabalho dimensionou um receptor de cavidade para uso como reator químico de um ciclo de conversão de energia solar para energia química. O vetor energético proposto é o hidrogênio. Isso implica que a energia solar é concentrada em um dispositivo que absorve a radiação térmica e a transforma em energia térmica para ativar uma reação química endotérmica. Essa reação transforma o calor útil em gás hidrogênio, que por sua vez pode ser utilizado posteriormente para geração de outras formas de energia. O primeiro passo foi levantar os pares metal/óxido estudados na literatura, cuja finalidade é ativar um ciclo termoquímico que possibilite produção de hidrogênio. Esses pares foram comparados com base em quatro parâmetros, cuja importância determina o dimensionamento de um receptor de cavidade. São eles: temperatura da reação; estado físico de reagentes e produtos; desgaste do material em ciclos; taxa de reação de hidrólise e outros aspectos. O par escolhido com a melhor avaliação no conjunto dos parâmetros foi o tungstênio e o trióxido de tungstênio (W/WO3). Com base na literatura, foi determinado um reator padrão, cujas características foram analisadas e suas consequências no funcionamento do receptor de cavidade. Com essa análise, determinaram-se os principais parâmetros de projeto, ou seja, a abertura da cavidade, a transmissividade da janela, e as dimensões da cavidade. Com base nos resultados anteriores, estabeleceu-se um modelo de dimensionamento do sistema de conversão de energia solar em energia útil para um processo químico. Ao se analisar um perfil de concentração de energia solar, calculou-se as eficiências de absorção e de perdas do receptor, em função da área de abertura de um campo de coleta de energia solar e da radiação solar disponível. Esse método pode ser empregado em conjunto com metodologias consagradas e dados de previsão de disponibilidade solar para estudos de concentradores de sistemas de produção de hidrogênio a partir de ciclos termoquímicos. / This work aimed to design a cavity receptor for purpose of chemical reactor for cycles of energy conversion of solar energy to chemical energy. The proposed chemical agent is hydrogen gas. Solar energy is concentrated in a device that absorbs thermal radiation, transforming it in thermal energy, used to activate chemical reactions. This reaction transforms the heat in hydrogen gas and the last, in its turn, can be used to generate other forms of energy. The first step oh this work was an assessment of metal/oxides pairs studied in literature, which can be used to activate thermochemical cycles for hydrogen production. These pairs were compared based in four parameters, important to cavity receptor design: reaction temperature, physical state of the reactants and products, material resistance to several cycles; hydrolysis reaction rate and other aspects. The chosen pair, rated as the higher average in all parameters, was the pair tungsten and tungsten trioxide. (W/WO3). Based in the literature, it was determined a standard reactor, which was studied regarding cavity reactor performance. By such analysis, it was possible to determine the main design parameters, therefore, cavity aperture, window transmissivity, and the cavity geometric dimensions. The results allowed to establish a mathematical model in which solar energy can be converted in useful energy for chemical processes, inside a cavity receptor. Given a profile of solar energy concentration, it was calculated absorption and energy lost efficiencies, related to a solar concentration field and radiation available. This method can be used in tandem with available methodologies and data of solar predictions for hydrogen production by concentration systems via thermochemical cycles.

Este estudo in vitro avaliou a variação do pH de géis clareadores à base de peróxido de hidrogênio de diferentes concentrações e seu efeito sobre o esmalte bovino submetido à escovação simulada. Fragmentos de esmalte de dentes bovinos com 1,5cm x 0,5cm x 0,4cm, receberam o tratamento clareador e a escovação em uma metade, ficando a outra como controle; foram divididos aleatoriamente em nove grupos (n=10): G1 = controle; G2 = Whiteness HP 35% - 3 sessões (3x15); G3 = Whiteness HP 35% - 3 sessões (1x45); G4 = Lase Peroxide 35% - 1 sessão (4x730) + ativação com luz híbrida LED/Laser; G5 = Lase Peroxide 25% - 1 sessão (4x730) + ativação com luz híbrida LED/Laser; G6 = Lase Peroxide 15% - 1 sessão (4x730) + ativação com luz híbrida LED/Laser; G7 = Whitegold Office 35% - 3 sessões (1x45); G8 = Whiteness HP Blue Calcium 35% - 3 sessões (1x40); G9 = Whiteness HP Blue Calcium 20% - 3 sessões (1x50). A rugosidade aritmética (Ra) inicial, após clareamento e após escovação foi determinada pela média (µm) de 3 leituras com o rugosímetro Hommel Tester T 1000. Os valores de pH foram determinados pelo peagômetro digital Sentron Model 1001 nos tempos inicial e final independente do número de aplicações ou de sessões. Os espécimes foram armazenados em saliva artificial por 7 dias, submetidos à 100.000 ciclos de escovação simulada. Após 24 horas o desgaste superficial foi determinado (µm) novamente com o rugosímetro Hommel Tester T1000. Os dados da análise de pH foram submetidos a ANOVA um critério e teste de Tukey (p<0,05) com diferenças estatísticas. O teste de Kruskal Wallis e Dunn (p<0,05) aplicado sobre a variação da rugosidade e desgaste apontou diferenças estatísticas entre os grupos. Os géis clareadores apresentaram uma tendência de diminuição dos valores de pH do tempo inicial para o tempo final. Os géis clareadores apresentaram um tendência de diminuição dos valores de pH do tempo inicial para o tempo final, assim como os géis com valores de pH mais próximos dos valores ácidos tendem a levar a superfície do esmalte à uma maior susceptibilidade ao aumento da rugosidade e desgaste superficial, quando submetido à escovação simulada. / This in vitro study evaluated the variation of the pH of bleaching gels, roughness and the wear on bovine enamel, after various in office bleaching protocols and brushing. Ninety fragments of enamel, measuring 15mm x 5mm, were randomly divided into nine groups (n=10) according to bleaching procedure: G1: control; G2: 35% hydrogen peroxide (HP) (Whiteness HP, FGM) 3x15, 3 sessions with one week between each; G3: 35% HP (Whiteness HP, FGM) 1x45, in 3 sessions; G4: 35% HP (Lase Peroxide, DMC) + hybrid light (HL) (LED/Diode laser, Whitening Lase II, DMC Equipments), 4x730 (6 of HL activation), in 1 session; G5: 25% HP (Lase Peroxide II, DMC) + HL, 4x730 (6 of HL activation), in 1 session; G6: 15% HP (Lase Peroxide Light, DMC) 4x730 (6 of HL activation), in 1 session; G7: 35% HP (Whitegold Office, Dentsply) 3x15, in 3 sessions; G8: 35% HP (Whiteness HP Blue Calcium, FGM) 1x40, in 3 sessions; G9: 20% HP (Whiteness HP Blue Calcium, FGM) 1x50, in 3 sessions. The pH values were determined using a pH meter (Sentron Model 1001, Sentron) during the initial and final gel application times. The surface roughness (Ra) was evaluated with a rugosimeter (Hommel Tester T 1000) before and after bleaching, and after brushing (100,000 strokes). The rugosimeter was used to evaluate wear surface after 24 hours brushing. The data were submitted to one-way ANOVA and Tukey tests for pH values, Kruskall Wallis and Dunns test in relation to wear and surface roughness (p<0.05). It could be concluded that the pH values tended to decrease from the initial to final bleaching. After tooth brushing, bleaching procedures with highly acidic products provided a significant increase in enamel wear and surface roughness.

Orientador: Andréa Abi Rached Dantas / Resumo: Após o clareamento dental, radicais livres permanecem na estrutura dental interferindo negativamente na adesão, além disso também geram redução da resistência dental à fratura. Sugere-se que substâncias antioxidantes podem ser capazes de reverter tais efeitos. Assim, esse estudo buscou avaliar os efeitos da solução de alfatocoferol em diferentes concentrações sobre a resistência à fratura, formação de camada híbrida e resistência de união adesiva de dentes tratados endodonticamente e clareados. Foram realizados 3 experimentos. Experimento 1: 60 incisivos bovinos receberam tratamento endodôntico e foram distribuídos em 6 grupos (n=10): G1 - coroas apenas restauradas; G2 - coroas clareadas e restauradas; G3 - coroas clareadas e aplicação de solução de ascorbato de sódio 10%; G4 ao G6: coroas clareadas e aplicação das soluções de alfatocoferol nas concentrações de 15%, 20% e 25%, respectivamente. Os espécimes foram submetidos ao teste de resistência à fratura em máquina de ensaios mecânicos (EMIC). Experimento 2: 60 incisivos bovinos foram tratados endodonticamente, distribuídos e tratados, de acordo com o grupo, de forma idêntica ao experimento 1. Os espécimes foram seccionados na junção cemento-esmalte e no sentido vestíbulo-lingual, lixados e polidos, passaram por processo de desproteinização com ácido clorídrico 18% e hipoclorito de sódio 5%. Em seguida, foram moldados com silicona de adição e vasados com resina epóxi. Os modelos obtidos foram analisados em microscópio eletr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: After dental bleaching, free radicals remain at the dentin, which causes reduces at adhesive and fracture resistance. To minimize these undesirable effects, the use of antioxidants to neutralize free radicals before the final restoration is recommended. This study evaluated the effects of alphatocopherol solution at different concentrations on the fracture resistance, hybrid layer and shear bond strength of endodontically treated teeth subjected to tooth bleaching. Three experiments were done. Experiment 1: 60 bovine incisors were endodontically treated and then divided into 6 groups (n=10): G1 - the teeth immediately restored with composite resin; G2 - the teeth were bleached and immediately restored; G3 - the teeth received treatment similar to that used for G2, but with 10% sodium ascorbate gel applied after the bleaching protocol; G4 to G6: the teeth received treatment similar to that used for G3, rather than sodium ascorbate, it was applied alphatocopherol at concentrations of 15%, 20% and 25%, respectively. Teeth were subjected to a fracture resistance test in an electromechanical testing machine (EMIC). Experiment 2: 60 bovine incisors were endodontically treated, distributed and treated identically to experiment 1. The specimens were sectioned at the cementum-enamel junction and in the vestibular-lingual direction, sanded and polished, and then it was made the deproteinization with 18% hydrochloric acid and 5% sodium hypochlorite. Then, they were molded with addition / Mestre

Atualmente tubos de aço microligados são utilizados na construção de oleodutos e gasodutos para exploração e condução de petróleo e gás natural em águas profundas. Estas aplicações demandam a utilização de ligas metálicas que apresentem elevada resistência mecânica, boa soldabilidade e excelente resistência às falhas associadas ao hidrogênio devido ao trabalho em ambientes sour. O hidrogênio atômico oriundo da corrosão do aço entra na microestrutura do material através da superfície, devido à ação do H2S do meio que inibe a reação de recombinação do hidrogênio (H0+H0=H2) e sua consequente dissipação para o meio em forma de bolhas. O hidrogênio atômico permeia através do material se movendo por difusão através do reticulado cristalino onde interage com defeitos microestruturais denominados traps, tais como inclusões, precipitados, contornos de grão e discordâncias impedindo que este continue a se movimentar. O acúmulo de hidrogênio atômico nestes traps, ao atingir a concentração crítica, leva a ocorrência de falhas seja pela redução localizada da força de coesão dos átomos do reticulado, seja pela formação de tensões internas oriundas da formação de hidrogênio molecular. Diferenças microestruturais influenciam o mecanismo de difusão e aprisionamento do hidrogênio atômico, bem como a concentração crítica de hidrogênio molecular necessária para ocorrência das falhas associadas ao hidrogênio. A deformação plástica, inerente ao processo de conformação de tubos, gera discordâncias que atuam como traps de hidrogênio causando seu aprisionamento e influenciando, portanto, a difusão através do reticulado. O objetivo do presente trabalho é avaliar o efeito da deformação plástica sobre a permeabilidade ao hidrogênio em dois tubos API 5L X65, os quais se diferenciam, principalmente, por apresentarem diferentes teores Mn, levando a diferença microestruturais significativas. Para tanto foram empregados ensaios de permeabilidade de hidrogênio, utilizando metodologia adaptada do trabalho de Devanthan e Stachursky (1962), em amostras não deformadas e deformadas até 1% e 6% de alongamento. Os exames microestruturais mostraram diferenças na fração de perlita e no tamanho médio de grão entre os dois aços. Os resultados para as amostras não deformadas mostram que a permeabilidade e a difusividade aparente do hidrogênio são menores no aço com menor teor de Mn. A deformação plástica reduziu a difusividade aparente de hidrogênio nos dois materiais, sendo esta mais acentuada para o aço com maior teor de Mn. Entretanto, a permeabilidade de hidrogênio após deformação de 1% comportou-se de maneira distinta nos dois aços estudados. Este fato evidencia a influência da composição química e, consequentemente, da microestrutura, na permeabilidade e difusividade aparente de hidrogênio nos materiais submetidos à deformação plástica. / Currently microalloyed steel pipes are used to build pipelines for oil and gas exploration and conduction in deep waters. These applications demand alloys with high mechanical strength, weldability and excellent resistance to hydrogen assisted cracking due to work in sour environment. Atomic hydrogen produced during steel corrosion reaction enters in the microstructure from the metal surface due to the presence of H2S that hinders the hydrogen recombination reaction (H0+H0=H2), hence inhibiting hydrogen dissipation to the environment as bubbles. Atomic hydrogen permeates into the material moving through the lattice by diffusion, wherein it interacts with metallurgical defects such as inclusions, precipitates, grain boundaries and dislocations hindering its transport by diffusion. The accumulation of atomic hydrogen in these traps, upon reaching a critical concentration, leads to the occurrence of failures, either by the localized reduction of the cohesive strength of the atoms in the lattice, or by the build up of internal stresses arising from the formation of molecular hydrogen. Microstructural differences influence the mechanism of atomic hydrogen diffusion and entrapment, as well as the critical molecular hydrogen concentration required for the occurrence of hydrogen assisted cracking. Plastic deformation, which is inherent of pipeline forming process, creates dislocations that act as hydrogen traps, thus affecting hydrogen diffusion through the lattice. This work aims to evaluate the effect of plastic deformation in hydrogen permeation in two API 5L X65 pipeline with differences in chemical compositions especially regarding their Mn contents, which cause significant microstructural changes. Hydrogen permeation tests were performed, using a methodology adapted from the work of Devanathan and Stachursky (1962), in non-deformed and deformed samples up to 1% and 6% elongation. The microstructural characterization shows differences between the pearlite fractions of the two pipelines and in their average grain boundary sizes. The results of the permeation tests in the non-deformed samples showed that hydrogen apparent diffusivity and permeation are lower in the steel with lower Mn content. The plastic deformation reduced the apparent diffusivity of hydrogen in the two materials, however, the diffusivity reduction was more pronounced for the steel with higher Mn content. In addition, the changes in hydrogen permeation in samples deformed up to 1% were different for the two steels. This clearly shows the influence of chemical composition and microstructure in hydrogen permeation and apparent diffusivity in the plastically deformed materials.

Neste trabalho a composição do biogás produzido em digestão anaeróbia foi avaliada em função da variação da carga aplicada específica (CAE) medida em termos da relação DQO/sólidos suspensos voláteis. Foram feitos ensaios de digestão anaeróbia utilizando vinhaça como fonte de carbono e lodo adaptado proveniente de reator UASB em 10 frascos reagentes contendo as seguintes variações de CAE: 0,20; 0,28; 0,34; 0,55; 0,95; 3,15; 6,58; 7,00; 9,60; 12,98 g.O2/g.SSV. Os melhores resultados obtidos com relação à produção volumétrica de biogás foram 263,79 mL de volume acumulado de metano para a CAE de 0,34 g.O2/g.SSV, e uma produção máxima acumulada de hidrogênio de 558,06 mL para a CAE de 6,58 g.O2/g.SSV. O resultado não se repetiu com relação ao rendimento de produção de biogás, atingindo um máximo rendimento de 80,68 LCH4/L vinhaça para a CAE de 0,20 g.O2/g.SSV, e 7,98 LH2/L vinhaça para a CAE 3,15 g.O2/g.SSV. A variação da CAE também teve influência direta na rota metabólica da digestão anaeróbia, alterando a concentração de metabólitos dissolvidos. / In this research, the composition of the biogas produced in anaerobic digestion was evaluated according to the variation of the applied load specific (ALS) measured in terms of the ratio COD/volatile suspended solids. Assays were done using anaerobic digestion of vinasse as a source of carbon and sludge obtained from UASB reactor adapted in 10 bottles for the following of ALSs: 0,20, 0,28, 0,34, 0,55, 0,95; 3,15, 6,58, 7,00, 9,60, 12,98 g.O2/g.VSS. The best results concerning to the volumetric biogas production were 263,79 ml cumulative volume of methane for ALS equal to 0,34 g.O2/g.VSS, and a maximum cumulative hydrogen production of 558,06 mL for ALS of 6,58 g.O2/g.VSS. The same was not observed with respect to yield biogas production, reaching a maximum yield of 80.68 LCH4/Lvinasse for ALS of 0,20 g.O2/g.VSS and 7,98 LH2/Lvinasse for ALS of 3,15 g.O2/g.VSS. The variation of ALS also has a direct influence on the metabolic pathway of anaerobic digestion, altering the concentration of dissolved metabolites.

Atualmente, o setor sucroenergético está se tornando cada vez mais competitivo, o que de fato é incentivado, principalmente, pela representativa demanda e exigências do mercado externo. Ao se analisar a produção do açúcar refinado, podem-se encontrar barreiras para a sua ampla aceitação nacional e internacional devido ao método de clarificação empregado, uma vez que este é realizado através da queima de enxofre elementar em câmaras de combustão. O uso do sulfito acima dos limites permitidos pode ocasionar potenciais problemas de saúde pública. Neste sentido, o Brasil tem realizado estudos sobre a adoção de novas tecnologias para a substituição da sulfitação, sem alteração da qualidade do açúcar refinado a ser produzido. Partindo deste pressuposto, fez-se a avaliação do uso do peróxido de hidrogênio (H2O2) em solução comercial (35% v/v) como reagente alternativo ao dióxido de enxofre para obtenção de açúcar refinado com menor cor ICUMSA. Para isso, na calda de açúcar do tipo VHP, foram testadas doses distintas de peróxido de hidrogênio, aliadas a diferentes pH e temperaturas frente a um Delineamento composto central composto central, permitindo a otimização e o acompanhamento das transformações decorrentes do processo. Com isso, obteve-se como melhores condições o pH 7,5 e 10, temperaturas entre 50 e 70 °C e dosagens entre 500 e 797,6 ppm de H2O2. A análise a partir da cinética química da peroxidação da calda permitiu observar maiores reduções da cor ICUMSA em geral nos tempos de 50 a 75 minutos e nos 30 primeiros minutos para os pontos extremos de pH, temperatura e dose de H2O2. A degradação de sacarose não foi um fator expressivo quanto ao tempo, pois a mesma na maioria dos casos foi degradada nos 5 primeiros minutos e após esse tempo se mantinha sem muitas alterações, sendo mais vulnerável as condições de pH 3,32 e 11,68, altas temperaturas (83,6 °C) e máxima dosagem H2O2 (1000 ppm) aplicados. Além de favorecer a redução da cor ICUMSA da calda, o H2O2 também se mostrou como um bom agente antimicrobiano, principalmente quando associado às altas temperaturas. Agindo com maior intensidade na diminuição da carga bactériana do que na diminuição da carga fungica. A rede neural artificial (RNA) mostrou um bom ajuste e indicou a variável °Brix (teor de sólidos solúveis) como a que apresentou maior influência na redução da cor ICUMSA e a variável tempo a que menor influenciou na redução de cor. / Nowadays, the sugar-energy industry is becoming increasingly competitive, which indeed is encouraged mainly by representative demand and requirements of foreign markets. When analyzing the production of refined sugar can be found barriers to their widespread international acceptance due to the clarification method employed, since this is performed by burning elemental sulfur in combustion boilers. The use of sulfite above the permitted limits can result in potential public health problems. In this regard, Brazil has conducted studies on the adoption of new technologies to replace the sulfite, without changing the quality of the produced refined sugar. On that basis, it was done the evaluation of the use of hydrogen peroxide (H2O2) in commercial solution (35% v/v) as an alternative reagent to sulfur dioxide to obtain refined sugar with less ICUMSA color. For this the sugar liquor VHP different doses of hydrogen peroxide were tested, together with different pH and temperatures outside a central composite design, enabling optimization and monitoring of changes resulting from the process. Thus there was obtained as the best pH conditions 7.5 to 10, temperatures between 50 and 70 °C and dosages between 500 and 797.6 ppm H2O2. The analysis from the chemical kinetics of the peroxidation of the liquor has observed greater reductions in ICUMSA color in general in the time of 50 minutes to 75 minutes and in the first 25 minutes to the extremes of pH, temperature and H2O2 dose. As for sucrose degradation was not a significant factor, since it in most cases was first degraded within 5 minutes and after this time remained without many changes, being more vulnerable conditions (3.32 and 11.68), high temperatures (83.6 °C) and H2O2 maximum dosage (1000 ppm) applied. In addition to further reduce color ICUMSA H2O2 Liquor also showed such a good antimicrobial agent, particularly when combined with high temperatures. Acting with more intensity in the decrease of bacteria than the reduction of fungi. The artificial neural network (ANN) showed good fit and indicated the variable ° Brix (soluble solids) as the one with the greatest influence in reducing the ICUMSA color and variable time that less influenced the color reduction.

Neste trabalho, estudou-se a síntese de filmes finos de BiVO4 e WO3-CuWO4 por spin coating e sputtering, respectivamente. Esses filmes foram utilizados na foto produção de corrente e hidrogênio a partir da água e luz solar (fotoeletrólise). Adicionalmente, foi preparado utilizando a reação de estado sólido o composto quaternario proposto teóricamente por Pranab Sarker como um promisor fotocatalizador para produção de hidrogênio. Finalmente, foi aplicada a teoria do funcional da densidade ao estudo das propriedades eletronicas e estruturais do e dos sistemas citados acima. / In this work, the synthesis of thin films of BiVO4 and WO3-CuWO4 by spin coating and sputtering, respectively, was studied. These films were used in the photo production of current and hydrogen from water and sunlight (photoelectrolysis). Additionally, the quaternary compound proposed theoretically by Sarker Pranab was prepared using the solid state reaction as a photocatalytic suitable for the production of hydrogen. Finally, the density functional theory was applied to the study of the electronic and structural properties of and the systems mentioned above.

Este trabalho tem como objetivo contribuir para o entendimento da interação entre duas substâncias de natureza hidrofílica água e celulose cujas propriedades são fortemente influenciadas pelas pontes ou ligações de hidrogênio. As ligações de hidrogênio, LH, estão presentes nas fibras de celulose reforçando tanto o interior da cadeia polimérica como proporcionando alta aderência entre essas cadeias. A existência de efeitos cooperativos entre essas LH tem sido considerada por alguns autores como um fator que contribui para a grande estabilidade mecânica das fibras de celulose. As propriedades da água são únicas entre os líquidos de baixo peso molecular: alto ponto de ebulição, menor densidade em fase sólida do que em fase líquida, existência de uma fase líquida metaestável água super-resfriada abaixo de 0ºC, etc. Em espaços restritos de natureza hidrofílica a água confinada se comporta de forma análoga a água super-resfriada e atua como um excelente adesivo. O entendimento de sistemas envolvendo materiais hidrofílicos tais como sólidos, géis e macromoléculas e a água, contribui para o desenvolvimento de novos materiais e para o entendimento dos sistemas vivos. Neste trabalho são abordados a adesão entre água e fibras de celulose de diferentes comprimentos e o efeito de determinados íons sobre a viscosidade de suspensões de celulose em água. Os resultados obtidos com celulose de fibras curtas e finas evidenciam a presença de água confinada, através da transição característica da mesma observada em -45ºC(228K). Esta evidência é corroborada pela ausência dessa transição quando os sais, que quebram as LHs e impedem o confinamento da água, estão presentes no sistema formado pela celulose e a água. / This dissertation aims to contribute to understand the interaction between two hydrophilic substances water and cellulose whose properties are strongly influenced by hydrogen bonding. Hydrogen bonds, HB, are present in cellulose fibers reinforcing the interior of the polymeric chain and allowing for high adherence among these chains. These intra and inter HB has been considered by some authors as a factor that contributes to the high mechanical stability of cellulose fibers. The water properties are unique among liquids with low molecular weight: high boiling point, lower density in the solid state phase than in the liquid phase and even at temperatures above 273K, water does not behave as a liquid in restricted space. If confined by two surfaces, the confined water behaves as an excellent adhesive. The understanding of systems involving hydrophilic materials, such as solids, gels, macromolecules, and water contributes to both the development of new materials and the understanding of live systems. This dissertation is a contribution to the understanding of the interaction among cellulose fibers and water. The results obtained with short and fine cellulose fibers show the presence of confined water exhibiting its characteristic transition in -45 º C (228K). This evidence is corroborated by the absence of this transition when the salts which breaks the LHs and thus, prevent the formation of confined water are present in the system formed by the cellulose and water.

O desenvolvimento de tecnologias para geração de hidrogênio no Brasil tem se tornado um fator relevante, pois se trata de uma fonte de combustível limpa que pode ser obtida a partir de diversas matérias-primas renováveis. Entre essas tecnologias pode-se destacar a reforma a vapor do bio-óleo, proveniente da pirólise da biomassa. O bio-óleo consiste em uma mistura complexa de diversos compostos orgânicos oxigenados tais como: aldeídos, ácidos carboxílicos, cetonas, carboidratos, alcoóis, entre outros, sendo o ácido acético um dos compostos majoritários (&sim;12-15%), o qual pode ser utilizado como molécula modelo do bio-óleo em reações de reforma a vapor. Entretanto, a reforma a vapor do ácido acético apresenta algumas dificuldades, como a formação de coque na superfície dos catalisadores, o que pode resultar na desativação do mesmo. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver catalisadores a base de níquel (Ni) promovidos com magnésio (Mg) e nióbio (Nb) suportados em alumina (&gamma;-Al2O3), para aplicação na reforma a vapor do ácido acético, visando minimizar e/ou modificar a estrutura dos depósitos carbonáceos, bem como aumentar a atividade e seletividade para o hidrogênio. Para isso, sintetizaram-se inicialmente três catalisadores com diferentes teores de Ni, (10, 15 e 20%), suportados em alumina, sendo que o catalisador com 15% de Ni em massa foi o que apresentou melhor seletividade e atividade para a reforma a vapor do ácido acético. A partir da melhor carga de Ni, adicionaram-se quatro diferentes teores de Mg e Nb 1,0%; 2,5%; 5,0% e 10% em massa. Entre os catalisadores promovidos com Mg, o catalisador com 5,0% de Mg (15%Ni5%Mg/Al), apresentou uma conversão de 96% para o ácido acético, com seletividade para o hidrogênio em torno de 65% a 600 oC. Além disso, este catalisador apresentou menor taxa de formação de coque e menor tamanho de partícula de Ni0, comparado ao catalisador não promovido (15%Ni/Al), evidenciando que a adição de Mg pode prevenir a sinterização das partículas de Ni. Entre os catalisadores promovidos com Nb, o catalisador 15%Ni2,5%Nb/Al apresentou maior seletividade para o hidrogênio (&sim;73%) a 600o C comparado aos demais. Apesar de ter apresentado um maior tamanho de partícula Ni0, a adição de Nb aumentou a capacidade de decomposição do metano, proveniente da reação de decomposição e metanação do ácido acético, favorecendo a produção de hidrogênio, além de promover a formação de nanoestruturas de carbono. Assim, a adição de promotores catalíticos como os estudados neste trabalho pode contribuir para o aumento na produção de hidrogênio, seja pela redução nos depósitos carbonáceos ou pela modificação das estruturas de carbono formados na superfície dos materiais. / The development of technologies for generating hydrogen in Brazil has become an important factor because it is a source of clean fuel which can be obtained from different renewable raw materials. Among these technologies, the steam reforming of bio-oil from the pyrolysis of biomass can be highlighted. The bio-oil is a complex mixture of different oxygenated organic compounds such as aldehydes, carboxylic acids, ketones, carbohydrates and alcohols with acetic acid being one of the major compounds (&sim;12-15%), which may be used as a model molecule of bio-oil steam reforming reactions. However, the steam reforming of acetic acid presents some difficulties, such as coke formation on the surface of the catalysts, which may result in its deactivation. Thus, this work aimed to develop catalysts based on nickel (Ni) promoted with magnesium (Mg) and niobia (Nb) supported on alumina (&gamma;-Al2O3), for application in steam reforming of acetic acid in order to minimize the formation of carbonaceous residues, as well as increase the activity and selectivity for hydrogen. For this purpose, initially three catalysts were synthesized with different Ni content, (10, 15 and 20%), and the catalyst with 15% Ni mass showed the best activity and selectivity for the steam reforming of acid acetic acid. From the best Ni loading, was added four different concentrations of Mg and Nb, 1%; 2.5%; 5% and 10% by weight. Among the catalysts promoted with Mg, the catalyst with 5% Mg (15% Ni5% Mg/Al) at a temperature of 600 °C, showed a 96% conversion of acetic acid, with selectivity to hydrogen of around 65 %. In addition, this catalyst showed lower rate of coke formation and lower Ni particle size compared to the non-promoted catalyst (15% Ni/Al), showing that the addition of Mg can prevent sintering of Ni particles. Among the catalysts promoted with Nb, the catalyst 15% Ni 2, 5% Nb/Al showed higher selectivity to hydrogen (&sim;73%) at 600 °C compared to the others. Despite having a larger particle size, the addition of Nb increased the capacity of decomposition of methane from of the decomposition reaction and methanation of acetic acid favoring the production of hydrogen and promoted the formation of nanostructures. Thus, the addition of catalytic promoters can contribute to the increase in hydrogen production, either by a reduction in carbonaceous deposits or the modification of structures formed on the surface of the materials.