Orientador: Yoshiyuki Hase / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T16:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_EsterFigueiredode_D.pdf: 1593159 bytes, checksum: c249ec484191b093f8d9115f89a26e04 (MD5) Previous issue date: 1995 / Doutorado

Orientador: Enes Furlani Júnior / Banca: Marcelo Andreotti / Banca: Ederaldo José Chiavegato / Resumo: O objetivo foi avaliar a eficiência da calagem e gessagem para o cultivo de algodão, que foram submetidos a diferentes modos de aplicação de fertilizante na semeadura, em região de Cerrado. O experimento foi desenvolvido na Fazenda experimental de Ensino, Pesquisa e Extensão da FE/Unesp, localizado no município de Selvíria-MS (20º22'S e 51º22'W e 335 m de altitude), num LATOSSOLO VERMELHO DISTROFÉRRICO. O delineamento experimental utilizado foi blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x3, sendo o primeiro fator manejo da calagem e gessagem (calagem, gessagem, calagem+gessagem, testemunha); o segundo fator foi o modo de aplicação do adubo na semeadura (sulco, à lanço, testemunha), sendo que quando foi efetuada a análise em profundidade, esta foi considerada como o terceiro fator, em um esquema 4x3x3 e as profundidades de 00-10, 10-20 e 20-30 cm, com 4 repetições. Aos 85 dias após emergência (DAE) avaliou-se os teores de macronutrientes foliares das plantas. E ainda no final do ciclo da cultura determinou os componentes de produção (massa de 20 capulhos, massa de 100 sementes, % de fibra e produtividade) e análise de macronutrientes no solo em diferentes profundidades, após a colheita. A calagem proporcionou acréscimos nos teores de Ca, Mg, aumentou os valores de Soma de Bases (SB) e V% . A calagem aumentou o pH do solo, assim reduzindo os teores de Al de H+Al. O gesso não altera o pH do solo, porém a gessagem associada com adubação aplicada à lanço reduziu H+Al e Al, aumentou os valores de SB, além do teor de Ca. O teor foliar de Mg foi alterado pela calagem, sendo que a gessagem proporciona aumentos no S foliar do algodoeiro / Abstract: The objective was to evaluate the efficiency of the limestone, and gypsum in the ground tillage of cotto crop was submitted to different methods of fertilizer application in the sowing. The esperiment was developed in the experimental Farm of the São Paulo State University FE/Unesp, located in the city of Selvíria-MS (20º22' S and 51º22' W and 335 altitude m, in Dark Red Latossol with midian texture. The experiment design delineation was te completely blocks in the sysytem factorial 4 X 3 with the first factor: lamestone and gypsum application with four types; a) limestone, b) gypsum, c) limestone + gypsum and d) control. And the second factor was: a) fertilizer on the ridge, b) fertilizer moad carled, and c) control. With 4 repetition. At 85 days after sowing the leasf content of nutrients was evaluated. In the harvest, the production componets (mass of 20 bolls weight, weight of 100 seeds, % of lint and yield, and soyl analizing in different depths were colhected. It's concluded that levels of Ca, Mg, K, SB and value V% and pH in the soil and reduce Al and H+Al. Gypsum does not modify pH. The foliar levels of Mg was modified by the limestone and the gypsum provides the increase in the foliar S of the cotton plant / Mestre

La radiación solar es la fuente de energía primordial para la subsistencia de la vida sobre el planeta. Las plantas, responsables de la conversión de la luz en energía química a través de la fotosíntesis, no solo tienen que utilizar la energía solar para subsistir, sino que además deben lidiar con un exceso de energía de excitación (EEE). El EEE conduce a la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS) potencialmente dañinas para las biomoléculas. La generación de ROS dependiente de la luz se conoce como estrés fotoxidativo. Esta situación se suele observar en las regiones semiáridas como el Alto Valle de Río Negro y Neuquén, donde los cultivos están sometidos a condiciones de alta radiación solar. En manzano (Malus domestica Borkh.) se han registrado hasta un 40 % de pérdida en la producción debido al asoleado de los frutos, producto del estrés fotoxidativo. El adecuado funcionamiento de la etapa fotoquímica de la fotosíntesis, así como la disipación del EEE a través de mecanismos fotoprotectores y el sistema antioxidante son fundamentales para evitar el daño fotoxidativo. Estos procesos requieren de nutrientes minerales esenciales, como el Mg para la adecuada disipación de energía en el PSII, y de Zn al ser cofactor de enzimas del sistema antioxidante. El objetivo general de la presente tesis fue estudiar el efecto de la alta radiación solar en plantas de manzano, daño fotoxidativo, y la influencia del estatus nutricional de Mg y Zn en la reducción del estrés, ya sea al incrementar la disipación de energía o a través de la promoción del sistema antioxidante. Los ensayos se llevaron a cabo en plantas de manzano adultas en plena producción. El material vegetal estudiado fueron hojas y frutos expuestos y no expuestos a la radiación solar directa. Se estudió el funcionamiento de la etapa fotoquímica a través de la fluorescencia directa de la clorofila a. En este experimento se observó que la etapa fotoquímica es afectada en condiciones de alta radiación solar en hojas y frutos expuestos, presentando mayor daño fotoxidativo y degradación de clorofila que las hojas y frutos no expuestos respectivamente. El crecimiento de los frutos redujo su capacidad fotoquímica. La exposición abrupta al sol produjo más daño oxidativo en los frutos en estadios tempranos y medios. En los ensayos con plantas deficientes de Mg se observó menor contenido de clorofila, menor tasa fotosintética y por ende una menor capacidad de procesar químicamente la luz. A niveles productivos se observó un 16 % más de frutos asoleados con respecto a las plantas no deficientes de Mg. En los ensayos con aplicaciones foliares de Zn se observó un incremento en el contenido de los pigmentos fotosintéticos y en la capacidad antioxidante de las hojas expuestas a la radiación solar, debido al aumento de la actividad de la enzima superóxido dismutasa. Por lo tanto, plantas de manzano con un adecuado nivel de Mg y Zn nutricional estarían mejor preparadas para soportar climas áridos con altos niveles de radiación solar. Los resultados obtenidos en esta tesis permitieron generar información con respecto a la fisiología de las plantas de manzano en situación de estrés por alta radiación solar en el Alto Valle de Río Negro que podría ser considerada para el manejo del cultivo. / Solar radiation is the main energy source for life subsistence on the planet. Plants, responsible for the conversion of light into chemical energy through photosynthesis, not only have to use solar energy to survive, but also must deal with an excess of excitation energy (EEE). The EEE leads to the formation of reactive oxygen species (ROS) potentially harmful to biomolecules. Light dependent ROS generation is known as photoxidative stress. This situation is frequently observed in semi-arid regions such as Alto Valle de Río Negro and Neuquén, where crops grow under high solar radiation conditions. Up to 40% of production loss has been recorded in apple crops (Malus domestica Borkh.) due to fruit sunburn caused by photoxidative stress. Photochemical stage of photosynthesis, as well as EEE dissipation through photoprotective mechanisms and antioxidant system, play a fundamental role in preventing photoxidative damage. These processes require essential mineral nutrients, such as Mg for the adequate energy dissipation in the PSII, and Zn as antioxidant enzymes cofactor. The main objective of this thesis was to study the effect of high solar radiation on apple plants, photoxidative damage, and influence of Mg and Zn nutritional status on stress alleviation, either by increasing energy dissipation or by promoting the antioxidant system. The tests were carried out in adult apple plants. Leaves and fruits exposed and not exposed to direct solar radiation were studied. Photochemical photosynthesis stage was studied through chlorophyll a fluorescence. Photochemical stage was affected by high solar radiation in exposed leaves and fruits, presenting greater oxidative damage and chlorophyll degradation than not exposed leaves and fruits. Fruit growth reduced their photochemical capacity. Suddenly sun exposed fruits presented more oxidative damage at early and mid-growth stages. Mg deficient plants showed lower chlorophyll content, lower photosynthetic rate and therefore a lower capacity to chemically process light. At harvest sunburn fruits was 16% greater respect to non-deficient Mg plants. Zn foliar sprays increased photosynthetic pigments content and antioxidant capacity of sun exposed leaves, with an increase in superoxide dismutase enzyme activity. Therefore, apple plants with adequate Mg and Zn nutritional status could be more prepared to withstand high solar radiation in arid zones. The results obtained in this thesis generated information regarding apple trees physiology under high solar radiation stress in Alto Valle of Río Negro that could be considered for crop management.

En la actualidad, las baterías recargables líderes en el mercado tanto para dispositivos electrónicos como para vehículos eléctricos son las baterías de ion-Li. Estas baterías poseen mayor densidad de energía y mayor voltaje de celda que otras baterías recargables comerciales como, por ejemplo, la de níquel-hidruro metálico, la de plomo-ácido y la de níquel-cadmio (1-3). Sin embargo, las baterías de ion-Li presentan dos inconvenientes principales: el litio se encuentra en una concentración relativamente baja en la corteza terrestre y sus yacimientos se encuentran localizados en algunas zonas, principalmente en América del Sur (4,5). Por ello, es importante investigar en otra clase de baterías que estén compuestas por elementos más abundantes en la corteza terrestre, más fáciles de extraer y, por lo tanto, más baratos que el litio. Las alternativas a las baterías de litio sobre las que se ha investigado en esta tesis doctoral son las baterías multivalentes de magnesio y de calcio. La investigación se ha centrado en la búsqueda de materiales catódicos capaces de proporcionar capacidades y retenciones de capacidad lo suficientemente buenas como para poder considerar un escalado de la batería. El tipo de materiales en el que se ha centrado la investigación es el constituido por los óxidos de manganeso, ya que estos compuestos presentan numerosos tipos de estructuras cristalinas y proporcionan potenciales de oxidación-reducción elevados. Además, estos óxidos presentan ventajas económicas y medioambientales. De hecho, el manganeso es uno de los metales de transición más abundantes de la corteza terrestre y no es tóxico. Los materiales en los que hemos centrado la investigación han sido el Mn2O3, MgMn2O4, Mg2MnO4, H2xMg2-xMnO4 y la marokita de baja cristalinidad. La síntesis de los materiales MgMn2O4, Mg2MnO4, H2xMg2-xMnO4 y la marokita se ha conseguido mediante una variante del método sol-gel, el método Pechini (6). En el caso del Mn2O3, el método empleado ha sido el baño químico. En los materiales Mn2O3, MgMn2O4, Mg2MnO4, H2xMg2-xMnO4 y en la marokita de baja cristalinidad se ha demostrado la inserción-desinserción de magnesio, y en los materiales Mn2O3, MgMn2O4, H2xMg2-xMnO4 y en la marokita de baja cristalinidad, la inserción-desinserción de calcio. El estudio de la inserción-desinserción de los cationes metálicos y sus implicaciones a nivel estructural y morfológico se ha realizado empleando diferentes técnicas: la difracción de rayos X, técnicas microscópicas como la microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (FE-SEM) y la de transmisión (TEM) y la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Además, para mejorar la caracterización se ha empleado la espectroscopía de emisión por plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES), el análisis termogravimétrico y la espectroscopía infrarroja. Las técnicas de caracterización electroquímica utilizadas han sido la voltametría cíclica, la cronopotenciometría galvanostática (carga-descarga) y la espectroscopía de impedancia electroquímica. Además de las técnicas convencionales, se ha prestado especial atención a las técnicas acopladas de espectroelectroquímica Raman y UV-vis. La espectroelectroquímica Raman la hemos empleado para observar la evolución estructural de los materiales al someterlos a ciclos de carga-descarga y la espectroelectroquímica UV-vis para observar la evolución del estado de oxidación del manganeso en el Mn2O3 durante barridos voltamétricos, aprovechando que los óxidos de manganeso son materiales electrocrómicos. En términos generales, la mayoría de los materiales estudiados sufren un proceso de activación en los primeros ciclos de carga-descarga en medio acuoso. Este proceso de activación está relacionado con la aparición de cambios estructurales y morfológicos de las distintas estructuras cuando se someten a ciclos sucesivos en medio acuoso. Las partículas de los materiales evolucionan hacia láminas cuya morfología depende ligeramente del electrolito empleado. Una vez finalizado el proceso de activación, la capacidad del material comienza a disminuir debido a la disolución del material activo, el aumento de tamaño de las láminas, la desaparición progresiva de las rutas de difusión de los iones a través de la estructura del material electródico y a la posible pérdida de conexión eléctrica entre el depósito y el sustrato. Los materiales que proporcionan mejores resultados en términos de capacidad y retención de la capacidad para la inserción-desinserción de magnesio en medio acuoso son, respectivamente, el H2xMg2-xMnO4 y la marokita de bajo grado de cristalinidad. La capacidad máxima obtenida a 263 mA·g-1 para la marokita es de 100 mA·h·g-1 y para el material H2xMg2-xMnO4 de 177 mA·h·g-1. Los valores de capacidad y retención de la capacidad de los diferentes materiales estudiados para las baterías de calcio en medio acuoso son generalmente inferiores a los valores que proporcionan los materiales para las baterías de magnesio. La marokita de baja cristalinidad proporciona una capacidad máxima de 108.5 mA·h·g-1 y una retención de la capacidad en el ciclo 30 del 67% a 263 mA·g-1. El material H2xMg2-xMnO4 se ha estudiado en medio orgánico húmedo, además de en medio acuoso. El electrolito empleado fue 0.5 M Mg(TFSI)2/DME. Los resultados obtenidos de capacidad y ciclabilidad son inferiores a los resultados proporcionados por el material en medio acuoso. Además, no se observa una inserción eficiente del Mg en la estructura mediante XPS ni un cambio morfológico de las partículas con el ciclado electroquímico en este electrolito. Los resultados obtenidos en los materiales estudiados en esta tesis doctoral en términos de capacidad, retención de la capacidad y cinética de reacción, son similares o incluso superiores a los resultados reportados en bibliografía para materiales catódicos en el contexto de las baterías de magnesio y de calcio.

Orientador: Roberval Daiton Vieira / Banca: Rubens Sader / Banca: Ana Dionísia da Luz Coelho Novembre / Resumo: A agricultura moderna exige testes rápidos para avaliação da qualidade de sementes para determinar o seu uso potencial. O teste de condutividade elétrica é usado para sementes de muitas espécies, especialmente as de leguminosas. O objetivo dessa pesquisa foi o de avaliar o efeito da temperatura de armazenamento sobre os resultados do teste de condutividade elétrica e da composição mineral da solução de embebição de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas durante um ano a temperatura de 10 e 25 °C. Foram utilizados três lotes da cultivar IAPAR - 81 (grupo carioca) e três lotes da cultivar IPR - TIZIU (grupo preto) armazenadas em câmara fria a 10 °C e em BOD a 25 °C. As avaliações foram reali zadas em intervalos de três meses ao longo de 12 meses e as variáveis avaliadas foram: teor de água, germinação e vigor (envelhecimento acelerado e condutividade elétrica). O conteúdo de potássio da solução de embebição foi determinado por fotometria de chama e o conteúdo de cálcio e magnésio por espectrofotometria de absorção atômica. Os dados foram analisados segundo o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial (4 períodos de armazenamento x 3 temperaturas) com tratamento adicional (avaliação inicial) com quatro repetições para cada lote. As sementes das cultivares apresentaram comportamento semelhante no armazenamento. / Abstract: Modern agriculture requires quick tests to evaluate the seeds quality, in order to determine their potential use. The electrical conductivity test has been used for many species, especially legumes seeds. This research was carried out in order to investigate the relationship between the amount of electrolytes (K+, Ca++ and Mg++) on the seed soaked solution and the vigor measured by electrical conductivity test of bean seeds (Phaseolus vulgaris L.) stored at 10 and 25 °C. Three seed lots cultiv ar IAPAR - 81 (Carioca Group) and three cultivar IPR - TIZIU (black group) were stored in a cold chamber at 10 °C and in a BOD at 25 °C. Eval uations were done in intervals of three months over a 12 months and the variables were: water content, germination and vigor (accelerated aging and electrical conductivity tests). The potassium content in the imbibition solution was determined by flame photometry and the calcium and magnesium contents, by atomic absorption spectrophotometry. The statistics model used was completely randomized design in a factorial (four periods of storage X three temperatures) with additional treatment (initial assessment) with four replicates for each lot. The cultivars showed similar behavior in storage. Electrical conductivity values decreased in the last evaluation and it was not followed by reduction of the ions quantified. The potassium was the ion leached in larger amounts from bean seeds stored, and it's behavior was closest to the results of electrical conductivity test. / Mestre

Orientador: Renato Sprung / Tese doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T18:06:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Villanueva_SandraBizarriaLopes_D.pdf: 2768871 bytes, checksum: ec40bbcbf8152a8c34f6d7fdd395af83 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Materiais do tipo hidrotalcita foram sintetizados, calcinados e caracterizados, assim como utilizados na conversão catalítica de etanol. As sínteses foram realizadas com razões molares AI/(AI + Mg) iguais a 0,20; 0,25 e 0,33; em todos os casos os difratogramas de raios-X demonstraram que, efetivamente, fases de hidrotalcitas tinham sido obtidas. Esses materiais apresentaram áreas superficiais BET de cerca de 50 a 70 m2.g-l, à exceção da hidrotalcita sintetizada com agentes precipitantes contendo amônio, em que a área superficial foi de cerca de 7 m2g -I. A quimissorção de CO2 desses materiais revelou que hidrota1citas calcinadas são sólidos básicos e tal basicidade relaciona-se com o teor de magnésio substituído e também com a temperatura de ca1cinação. Os testes catalíticos foram realizados a temperaturas de 3000 C a 4000 C e verificou-se o aumento da taxa de reação com o incremento da temperatura. Os produtos de condensação éter etílico e nbutanol foram obtidos em maior proporção. Hidrotalcitas da série sódio apresentaram maior rendimento de n-butanol independentemente do teor de alumínio presente na amostra. Todas as amostras utilizadas apresentaram, a baixas conversões, quantidades significativas de n-butanol, o que pode indicar que, além da via de condensação aldólica, a formação desse produto também ocorre via condensação direta do etanol, ou seja, sem a dessorção para a fase gasosa da molécula de acetaldeído. Testes catalíticos comparativos realizados com óxido de magnésio e alumínio resultaram principalmente em acetaldeído e etileno, respectivamente. Traços de n-butanol foram identificados no óxido de magnésio quando testado a 4000 C, e éter etílico foi observado em maior quantidade no óxido de alumínio quando testado a 3000 C / Abstract: Hydrotalcites-like materiaIs were prepared, calcined and characterized as well as used in the catalytic reaction of ethanol. The synthesis were perfonned with AI/(AI + Mg) ratios of 0.20; 0.25 and 0.33; in all cases the x-ray showed hydrotalcites phases. These materiaIs resulted in BET areas of 50 at 70 m2.g-1, except for the hydrotalcite synthesized with NH3, that resulted in a BET area 00 m2g-1. The CO2 chemisorption on these materiaIs revealed that calcined hydrotalcites are basic catalysts and their basicity was related to the quantity of substituted magnesium and to the calcination temperature. The catalytic reactions were performed at 300, 350 and 4000 C; the reaction rate increasing with reaction temperature. The main reaction products identified were ether and n-butanol. The hydrotalcite synthesized with cation sodium presented the highest yield of n-butanoI independent of aluminum content present in the samples. The results of Iow conversions showed significant yield of n-butanoI, and this could indicate that the formation of that product occurs by aldoI condensation and aIso by straight condensation of ethanoI molecule, without acetaldehyde desorption to gas fase. Comparative catalytic tests performed with MgO and AI203 showed acetaldehyde and ethylene predominantly as reaction products. Traces of n-butanoI were identified with MgO when the reaction occurred at 4000 C, and ether was identified with AI203 when the reaction occurred at 3000 C / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Aquesta tesi conté una recerca amb possibilitat de generar una patent, que afecta a "Magnesitas Navarras S.A" / En la presente tesis doctoral se evalúa el potencial de algunos subproductos de magnesio empleados para la formulación de diferentes materiales de construcción y su utilización en diferentes soluciones constructivas. En este sentido, el uso de subproductos industriales para el desarrollo de materiales de construcción potencia criterios de sostenibilidad y beneficios medioambientales asociados a la reutilización de materiales secundarios y a la disminución de actividades extractivas de recursos naturales. La memoria de la presente tesis doctoral se ha estructurado siguiendo el mismo eje conductor desarrollado en la parte experimental del trabajo. Así, ésta incluye una primera parte en la que se detalla el estado del arte referente a los materiales de construcción, así como las soluciones constructivas propuestas. Estas soluciones son, por un lado, el desarrollo de morteros destinados a la protección pasiva frente al fuego (PPF) y, por otro, la formulación de cementos químicos de fosfato (CBPC) de magnesio como material reparador de estructuras de hormigón. Como primer punto del trabajo experimental se ha estudiado y caracterizado exhaustivamente los diferentes subproductos empleados, tanto físico-química como morfológicamente. Esta caracterización preliminar es de gran importancia en el desarrollo de la investigación, dado que, al tratarse de subproductos industriales, no se conocen de antemano las características y las propiedades que éstos presentan, siendo su conocimiento de vital importancia para la correcta consecución de los objetivos establecidos. En el desarrollo experimental de la primera de las soluciones constructivas propuestas, se ha empleado dos subproductos de magnesio [Low-Grade Magnesium Hydroxide (LG-MH) y Low-Grade Magnesium Carbonate (LG-MC)] en la formulación de morteros PPF, utilizando en este caso el cemento Portland convencional como material aglomerante. Ambos subproductos industriales descomponen térmicamente mediante procesos endotérmicos que cubren un amplio rango de temperaturas, retardando así el tiempo necesario para alcanzar una determinada temperatura. En este caso, se han formulado morteros empleando como áridos distintos porcentajes de ambos subproductos, dando lugar a un material con buenas propiedades térmicas y mecánicas, factible de ser utilizado como un mortero PPF. Sin embargo, su utilización como mortero revoco puede verse limitada por la elevada densidad de los áridos utilizados. En este supuesto, puede mejorarse su aplicabilidad añadiendo a los morteros formulados con subproductos de magnesio un árido ligero, como la vermiculita, sin que ello perjudique al resto de propiedades evaluadas. En la consecución de la segunda solución constructiva propuesta, se evalúa la viabilidad del uso como materia prima de otro subproducto de magnesio [Low-Grade Magnesium Oxide (LG-MgO)], en este caso para el desarrollo de cementos químicos de fosfato (CBPC) de magnesio. A tal efecto, se han determinado las propiedades mecánicas de distintas dosificaciones, así como el efecto de un aditivo retardante del fraguado, el ácido bórico (HB), descrito en la bibliografía como retardante de fraguado que permite mejorar la trabajabilidad de los CBPC. Este estudio se ha realizado empleando una herramienta estadística, el diseño de experimentos (DoE), con la finalidad de obtener modelos matemáticos que justifiquen las interacciones entre los distintos componentes de la mezcla y su efecto sobre las propiedades mecánicas y el tiempo de fraguado. Asimismo, el uso del DoE ha de permitir reducir el número de experimentos y establecer el mejor rango de dosificaciones en función de las características deseadas, dando lugar a una formulación adecuada para su utilización en las soluciones constructivas objeto de estudio. Destacar que el uso de LG-MgO en la formulación de CBPC introduce fases inertes no-reactivas contenidas en el propio subproducto, lo que implica que los CBPC desarrollados puedan considerarse como morteros. A partir de los resultados obtenidos se ha seleccionado un pequeño grupo de formulaciones con porcentajes adecuados para evaluar su potencial empleo en el desarrollo de morteros reparadores de estructuras de hormigón. Con este propósito, se han realizado ensayos de adhesión sobre distintos sustratos (hormigón o terrazo) y se ha determinado algunas propiedades requeridas para su uso en la solución constructiva propuesta. La presente tesis doctoral pretende confirmar la viabilidad tecnológica para los distintos campos de aplicación que se han postulado. Sin embargo, no es un objetivo de este estudio el desarrollar un producto final que pueda ser comercializado, sino demostrar su viabilidad gracias al know-how adquirido durante los años de esta investigación, y sentar así las bases para futuros estudios en el desarrollo de materiales de construcción empleando estos subproductos. / The present thesis is focused in the assessment of some magnesium by-products and their potential reutilization for the formulation of different materials for several construction applications. Therefore, the use of industrial by-products for the development of construction materials highlights the sustainability criteria along with the environmental benefits associated with the reutilization of secondary materials whilst diminishing the extractive activities of natural resources. This thesis has been structured following the same pattern for the experimental work. Thus, the first part details the state of the art in what construction materials concerns as well as some of the construction solutions suggested. These solutions are, on the one hand, included in the development of mortars for passive fire protection (PFP) and, on the other hand, in the formulation of chemical bonded phosphate ceramics (CBPC) as a repairing material for concrete structures. The first part presents an exhaustive chemical, physical and morphological characterization of the by-products used. This preliminary characterization is of great importance in the development of the research because of the industrial origin of these by-products. In the first part of the experimental section, the first of the solutions proposed used two types of magnesium by-products [Low-Grade Magnesium Hydroxide (LG-MH) and Low-Grade Magnesium Carbonate (LG-MC)] in the formulation of PFP mortars, using conventional Portland cement as a binder. Both industrial by-products thermally decompose through endothermic processes in a wide range of temperatures, delaying the time needed to achieve a selected temperature. In this case, the mortars were formulated by using different percentages of both by-products as aggregates, obtaining a material with good thermal and mechanical properties and therefore feasible to be used as a PFP mortar. However, its utilization as a sprayed mortar can be limited because of the high density of the aggregates used. In this sense, the practical applicability can be improved by adding a lightweight aggregate such as vermiculite, without diminishing the rest of the assessed properties. Subsequently, in the second part of the experimental section, the viability of another magnesium by-product [Low-Grade Magnesium Oxide (LG-MgO)] is evaluated. In this case, for the development of chemical bonded phosphate ceramics (CBPC). The assessment was made by determining the mechanical properties of different dosages as well as by measuring the effect of a setting-time retarder additive, boric acid (HB), described in the literature as a good additive for this purpose while improving workability as well. This study has been realized by means of a statistical method, the design of experiments (DoE), with the purpose of obtain mathematical models that justify the interactions between different components in the mix and their effect in the mechanical properties and the setting-time. Moreover, the use of DoE enables the reduction in the number of experiments and establishes the best range of dosages as a function of the desired characteristics, giving an optimized formulation to be used in the construction solutions that are object of study. It has to be emphasize that the use of LG-MgO in the formulation of CBPC introduces inert phases that are contained in the by-product itself and that are non-reactive, which implies that the CBPC obtained could be considered as mortars. From the results obtained, a small group of formulations with different percentages was selected to be studied with respect their potential as repairing mortars in concrete structures. Following this objective, adhesion tests were performed over different substrates (concrete or terrazzo) and some of the properties required for their use were determined. The main objective of this thesis is to confirm the technological viability for the different fields of application postulated. However, it is not the main purpose to develop a final product able to be commercialized but to prove the viability by means of the know-how acquired during the years of this research and setting up the base for future studies in the development of construction materials using these by-products.

[pt] O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera vem sendo apontado como um possível causador das mudanças climáticas, o que tem incentivado o crescimento do número de estudos sobre formas de redução dos níveis deste gás na atmosfera. O objetivo deste trabalho é desenvolver materiais nanoestruturados que possam ser utilizados como adsorventes de CO2 em condições brandas de operação. A partir da avaliação de alguns processos pré-selecionados, foram sintetizados e caracterizados materiais que têm afinidade com este gás, apresentando alta área superficial e sítios básicos. Assim, foram produzidos óxidos de cálcio e magnésio, utilizando nitratos como precursores em uma técnica de precipitação em solução aquosa e calcinação. Estes óxidos foram analisados com o auxílio das técnicas de DRX e MEV/EDS, definindo a composição química elementar e a morfologia das superfícies. As áreas superficiais foram definidas por meio do método de BET, sendo 34 m2/g para o MgO, 19 m2/g para o CaO e 26 m2/g para a mistura MgO/CaO, e estimados os diâmetros de partícula, caracterizando-se os materiais como nanométricos. Os valores foram 49 nm para o MgO, 94 nm para o CaO e 67 nm para a mistura MgO/CaO. Finalmente, foram feitos testes de TPD, avaliando-se a capacidade de adsorção dos materiais sintetizados em condições prédeterminadas e a viabilidade de uso na adsorção do dióxido de carbono. Os resultados obtidos foram 103 micromol/g para o MgO, 126 micromol/g para o CaO e 319 micromol/g para a mistura MgO/CaO, sendo possível concluir que o processo proposto é viável tecnicamente, comparando-se esses resultados obtidos com os encontrados nos trabalhos previamente analisados. / [en] The increasing concentration of carbon dioxide in the atmosphere has been pointed out as one possible causer of climate changes, what has been encouraging the rising number of studies about means to reduce the level of this gas in the atmosphere. The purpose of this work is to develop nanosized materials that can be used as CO2 sorbents in mild operational conditions. Starting with the assessment of some preselected capture processes, materials that have affinity with this gas were synthesized and characterized, presenting high surface area and basic sites. Thus, calcium and magnesium oxides were produced using nitrates as precursors in a technique of precipitation in aqueous solution and calcination. These oxides were analyzed using DRX and MEV/EDS techniques, defining the elementary chemical composition and the morphology of their surfaces. Surface areas were defined by BET method, as 34 m2/g for MgO, 19 m2/g for CaO and 26 m2/g for the mixed oxides MgO/CaO, and the particle diameters were estimated, characterizing them as nanosized materials. Finally, TPD tests were made, evaluating the sorption capacity of the synthesized materials in preselected conditions and their viability in the adsorption of carbon dioxide. The results obtained were 103 micromol/g for MgO, 126 micromol/g for CaO and 319 micromol/g for the mixed oxides MgO/CaO, being possible to conclude that the proposed process is technically viable, comparing these results with the ones found in the previously analyzed works.

[pt] O sulfato de magnésio está presente em diversos rejeitos industriais e de mineração. Ele e seus derivados poderiam ser reaproveitados em várias áreas industriais, deixando de ser um rejeito para se tornar parte de um processo. Seu óxido, MgO, pode ser utilizado em algumas funções, como regulador de pH, dependendo de sua reatividade. Devido a isto sua formação deve ocorrer em temperaturas abaixo das temperaturas de decomposição do MgSO4. Assim sendo este trabalho avaliou aspectos da decomposição do MgSO4 através de dois artigos. O artigo 1 (Thermodynamics Simulations and Kinetics Modeling of the Thermal Decomposition of MgSO4.7H2O: Part 1 – Reducing Agent Effect), avaliou o efeito cinético da utilização do carbono, através de quatro diferentes agentes redutores, na decomposição térmica do MgSO4.7H2O, enquanto que o artigo 2 (Thermodynamics Simulations and Kinetics Modeling of the Thermal Decomposition of MgSO4.7H2O: Part 2 – Hydration Effect) analisou as influências da taxa de aquecimento dos ensaios e do grau de hidratação do sulfato de magnésio utilizado. Os ensaios termogravimétricos realizados ao longo destes artigos, utilizaram amostras com massa de aproximadamente 10 mg de mistura (sulfato + agente redutor) e estas misturas tiveram uma relação estequiométrica de 1:1. Os experimentos realizados no artigo 1, utilizaram como agentes redutores agentes redutores, carvão vegetal, coque verde, coque breeze e grafite. No artigo 2, os sulfatos analisados foram o anidro, o monohidratado e o heptahidratado e as taxas de aquecimento utilizadas foram de 5 K.min(-1) , 10 K.min(-1) , 15 K.min(-1) e 20 K.min(-1) . Todos os dados obtidos dos ensaios termogravimétricos foram processados através de modelagem matemática para se obter os dados cinéticos. No artigo 1 a utilização dos agentes redutores se mostrou eficiente reduzindo a energia de ativação da decomposição do sulfato de magnésio de 22,731 kJ.mol(-1) (sulfato puro) para 340,391 kJ.mol(-1) (coque verde), 196,120 kJ.mol(-1) (grafite), 191,100 kJ.mol(-1) (coque breeze) e 162,302 kJ.mol(-1) (carvão vegetal). No artigo 2, a taxa de aquecimento não se mostrou como um fator determinante para a decomposição do MgSO4, já em relação a hidratação do sulfato de magnésio, os resultados indicaram que uma pequena parcela de H2O no sistema pode influenciar positivamente a decomposição, visto que os valores de Ea médio foram de 404,5 KJ.mol(-1) (mono), 407 KJ.mol(-1) (anidro) e 433,3 KJ.mol(-1) (hepta). / [en] Magnesium sulfate is present in several industrial and mining wastes. It and its derivatives could be reused in various industrial areas, ceasing to be a waste to become part of a process. Its oxide, MgO, can be used in some functions, as a pH regulator, depending on its reactivity. Due to this, its formation must occur at temperatures below the decomposition temperatures of MgSO4. Therefore, this work evaluated aspects of the decomposition of MgSO4 through two articles. Article 1 (Thermodynamics Simulations and Kinetics Modeling of the Thermal Decomposition of MgSO4.7H2O: Part 1 – Reducing Agent Effect), evaluated the kinetic effect of using carbon, through four different reducing agents, on the thermal decomposition of MgSO4.7H2O, while article 2 (Thermodynamics Simulations and Kinetics Modeling of the Thermal Decomposition of MgSO4.7H2O: Part 2 – Hydration Effect) analyzed the influences of the heating rate of the tests and the degree of hydration of the magnesium sulfate used. The thermogravimetric tests carried out throughout these articles used samples with a mass of approximately 10 mg of the mixture (sulfate + reducing agent) and these mixtures had a stoichiometric ratio of 1:1. The experiments carried out in article 1 used reducing agents, charcoal, green coke, breeze coke, and graphite as reducing agents. In article 2, the sulfates analyzed were anhydrous, monohydrate, and heptahydrate and the heating rates used were 5 K.min(-1) , 10 K.min(-1) , 15 K.min(-1) , and 20 K.min(-1). All data obtained from thermogravimetric tests were processed through mathematical modeling to obtain kinetic data. In article 1, the use of reducing agents proved efficient, reducing the activation energy of magnesium sulfate decomposition from 22.731 kJ.mol(-1) (pure sulfate) to 340.391 kJ.mol(-1) (green coke), 196.120 kJ.mol(-1) (graphite), 191,100 kJ.mol(-1) (coke breeze) and 162,302 kJ.mol(-1) (charcoal). In article 2, the heating rate was not shown to be a determining factor for the decomposition of MgSO4, in relation to the hydration of magnesium sulfate, the results indicated that a small portion of H2O in the system can positively influence the decomposition since the average Ea values were 404.5 KJ.mol(-1) (mono), 407 KJ.mol(-1) (anhydrous) and 433.3 KJ.mol(-1) (hepta).

The main objective of this thesis was to study (i) the effect of the fasting and lairage on carcass and technological meat quality and (ii) the inclusion of magnesium (MgCO3 and MgSO4) and/or tryptophan during 5 days before slaughtering pigs as a strategy to decrease stress levels and improve meat quality, with two different porcine RYR1 genotypes (NN and nn). An adequate combination of fasting and lairage period is recommended. A supplement of MgCO3 or Trp did not improve meat quality under minimal stressful ante mortem conditions; and MgSO4 had a laxative effect on pigs supplemented with it. When including nn pigs to the herd, it is recommended to consider the supplements’ combination of tryptophan and a source of Mg (avoiding MgSO4) to alleviate the negative effect of the stress and to improve technological meat quality. / L’objectiu principal d’aquest treball fou estudiar (i) l’efecte del dejuni i el temps d’espera a l’escorxador i (ii) l’efecte de l’addició de suplements de magnesi (MgCO3 o MgSO4) i/o triptòfan a la dieta durant els 5 dies previs al sacrifici com a estratègia per disminuir els nivells d’estrès i millorar la qualitat de la carn, en dos genotips porcins diferents respecte el gen RYR1 (NN i nn). Es recomana combinar correctament el dejuni i l’espera per millorar el benestar i la qualitat de la carn. El MgCO3 o el Trp no va millorar la qualitat de la carn en condicions de mínim estrès; i el MgSO4 provocà problemes digestius. En el cas d’optar per la utilització de genètiques nn, es recomana considerar la utilització de suplements de L-Trp amb fonts de magnesi (excloent el MgSO4) per pal•liar les conseqüències negatives de l’estrès i millorar la qualitat tecnològica de la carn.