Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

O presente estudo visa à obtenção de um modelo utilizando o acoplamento dos códigos WRF e CALPUFF com o objetivo de obter as características do campo meteorológico e da dispersão dos poluentes NO2 e SO2 de uma Usina Termelétrica localizada em Linhares. Foi utilizada uma grade de 100×100 células, com resolução de 1 km durante 90 h. Para vias de comparação, outra simulação foi feita sem a entrada do modelo WRF no CALMET, utilizando uma grade 15×15 sem modificar nenhum outro parâmetro. Os resultados obtidos foram comparados com dados do aeroporto de Vitória e com a legislação ambiental vigente. Para a camada limite planetária, o resultado obtido da simulação WRF/CALMET se encontra dentro da faixa encontrada na literatura. Os demais resultados, média de velocidade e direção do vento, para as duas simulações diferem entre si e dos dados do aeroporto, fato que já era esperado devido à distância e orografia entre a Usina e os dados da estação utilizados como entrada nos modelos. A concentração máxima obtida para os poluentes estudados se encontram dentro dos padrões de qualidade do ar. Devido à falta de dados observacionais, não foi possível uma genuína validação dos resultados, mas, sabendo a localização dos picos, foi possível sugerir locais de amostragem para futura comprovação dos resultados. / This study aims to create a model using the coupling of the WRF and CALPUFF codes in order to obtain characteristics of the meteorological field and the dispersion of pollutants NO2 and SO2 of a power plant located at the city of Linhares. The field consists of a grid of 100×100 cells resolution of 1 km for 90 h. Another simulation was made without using WRF as an input into CALMET, in the purpose of comparison, using a 15×15 grid and no change of other parameters. The results were compared to data from the airport of Vitória and against environmental legislation. For the planetary boundary layer the results of WRF/CALMET simulation are within the range found in the literature. The results of average wind speed and direction obtained by both simulations are different from each other and from the data of the airport,such as expected due to the distance and orography of the power plant and station data used as input into the models. The maximum concentrations of the pollutants are within air quality standards. Due to lack of observational data, genuine validation of the results is not feasible, but knowing the location of the concentration peak, it was possible to propose suitable sampling sites for future verification.

Orientador: Hung Kiang Chang / Banca: Miguel Angel Alfaro Soto / Banca: Sílvia Maria Ferreira Salvador / Resumo: No processo industrial da produção sucroalcooleira um dos efluentes gerados é a vinhaça, que se destaca pelo grande volume com que é produzida e pelo alto potencial fertilizante, característica que possibilita seu aproveitamento em atividades agrícolas, no entanto, a vinhaça também possui alto poder poluente. Neste contexto, o uso da vinhaça na fertilização de cana-de-açúcar, embora seja uma prática aceita, deve ser realizado de forma controlada, sendo regulamentado no Estado de São Paulo pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB através da Norma Técnica P4.231. Devido a composição da vinhaça ser muito variável não há como estabelecer doses fixas, assim, atualmente as dosagens de aplicação no solo são calculadas em função das necessidades da planta em relação ao potássio, sendo consideradas a capacidade de troca catiônica do solo e as concentrações de potássio no solo e na vinhaça. Todavia, além da oscilação composicional da vinhaça, seus efeitos sobre cada tipo de solo também são muito diversos, podendo modificar parâmetros hidráulicos do solo e, consequentemente, alterar a velocidade de percolação da água e dos contaminantes presentes na solução. Diante desta problemática, para avaliar o uso da dosagem calculada pela Norma P4.231 da CETESB, foram realizados ensaios laboratoriais de percolação a carga constante, em colunas com amostras de solo arenoso da Formação Rio Claro previamente infiltradas com as doses de 0 (testemunho), 55 (equivalente a dose máxima pe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the industrial production process of sugar and a lcohol, one of the effluents generated is vinasse, which stands out for the larg e volume produced and for the high fertilizing potential, allowing its use in agr icultural activities, however, the vinasse also has high pollution power. In this context, the use of vinasse in the fertilization of sugarcane, although it is an accepted practice, mus t be carried out in a controlled manner, being regulated in the State of São Paulo b y the Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) through Technical Stan dard P4. 231. Due to the composition of the vinasse being very variable, it is not possible to establish fixed doses, so, currently the dosages of application in the soil are calculated according to the needs of the plant in relation to potassium ion, considering the cation exchange capacity of the soil and the concentrations of pota ssium in soil and vinasse. In addition to the compositional oscillation of vinasse, its effects on each type of soil is also very diverse, being able to modify hydraulic p arameters of the soil and, consequently, to change the rate of percolation of the water and the contaminants present in the solution. In order to evaluate the u se of the dosage calculated by CETESB Standard P4.231, constant load percolation t ests were carried out in columns with samples of a sandy soil from the Rio C laro Formation previously infiltrated with the doses of 0 (control), 55 (equi valent to the maximum dos... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:27:21Z : No. of bitstreams: 1 138085.pdf: 48835814 bytes, checksum: 1ee4660050172fd62e04e8c7385bc081 (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:08:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:17:46Z : No. of bitstreams: 1 182012.pdf: 29467821 bytes, checksum: 855079463300f9b06d7d73dd1eee04ed (MD5) / A determinação dos campos de concentração de poluentes lançados na atmosfera é um elemento importante na previsão de impactos ambientais causados por emissões de efluentes industriais. Na solução da equação da concentração para poluentes gasosos e material particulado, é necessário conhecer-se da maneira mais realista possível o campo de velocidade e os níveis de turbulência do escoamento na camada limite atmosférica. Um modelo matemático tridimensional baseado nas equações da mecânica dos fluidos juntamente com uma variante não isotrópica do modelo de turbulência k-e são utilizados para o cálculo do escoamento e da dispersão de substâncias na microescala atmosférica (distâncias da ordem de alguns km). O modelo é implementado em um código computacional tridimensional utilizando o método numérico dos volumes finitos em coordenadas curvilíneas generalizadas. Para que a modelagem matemática da dispersão na atmosfera forneça bons resultados é necessário que esta leve em conta os fenômenos atmosféricos importantes que influenciam a dispersão dos poluentes, bem como a topografia do terreno. Assim o modelo permite incorporar, através de condições de contorno e termos fontes nas equações governantes, fenômenos relevantes ao problema como a estabilidade atmosférica (estratificação térmica), a altura da camada de mistura e a rugosidade do terreno. O modelo também permite a incorporação de processos físicos de remoção, como a deposição seca e a úmida (lavagem por chuvas), a remoção química de poluentes primários e formação de poluentes secundários. Esses processos de remoção e reações químicas são considerados mas não simulados na tese. O modelo é aplicado a diversos casos de escoamento e dispersão em túnel de vento, sob condições de estratificação neutra e estável, sobre três topografias tridimensionais idealizadas. Comparações com resultados experimentais demonstram que o modelo anisotrópico de turbulência tem melhor habilidade de prever a dispersão da pluma do que o k-e clássico, especialmente no caso de escoamento estavelmente estratificado, em que o caráter não isotrópico da turbulência é relevante. Um tratamento especial para as difusividades turbulentas próximo da fonte é proposto, já que em seu estágio inicial o tamanho da pluma é menor que o comprimento de escala da turbulência do escoamento desenvolvido. Também foi simulado numericamente um experimento de dispersão em escala real realizado em Cinder Cone Butte (EUA), sob atmosfera estável (classe E). Os resultados numéricos mostram que o trajeto da pluma é adequadamente previsto pelo modelo numérico, enquanto que as concentrações são superestimadas devido às grandes variações na direção do vento durante a hora do experimento, o que provocou uma maior dispersão da pluma real.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:14:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246127.pdf: 2145087 bytes, checksum: f9496e672a75a63a334dfab608754748 (MD5) / Este trabalho visa avaliar as diferenças existentes nas emissões atmosféricas provenientes da combustão, em motor monocilíndrico, do diesel, biodiesel de resíduos de óleos de fritura e suas misturas. O biodiesel foi produzido no Laboratório de Desenvolvimento de Processos (LDP) da Universidade Regional de Blumenau (FURB) através da reação de transesterificação por catálise básica. O diesel utilizado nos experimentos foi transportado diretamente da Petrobrás Distribuidora S.A. (Transpetro) de Biguaçu, garantindo desta forma a ausência de qualquer quantidade de biodiesel em sua composição. Os experimentos de combustão foram realizados em motor ciclo diesel, quatro tempos com nove cavalos de potência máxima a 2000 rpm (marca Tobata, modelo TR 9), no Laboratório de Combustão e Engenharia Sistemas Térmicos (LabCET). Durante os experimentos, a pressão de injeção do motor foi fixada em 125 +/- 5 kgf/cm² e as rotações em 1000 rpm. Para cada ensaio, o motor foi abastecido com um combustível diferente, sendo seis no total (B0, B2, B5, B10, B50 e B100). Para as análises qualitativas dos compostos orgânicos voláteis (VOC) e quantitativas de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), as coletas dos gases foram realizadas no sistema exaustão do motor em sacos Tedlar (material inerte), utilizando-se bombas diafragma (vácuo/pressão). Posteriormente, realizou-se no Laboratório de Controle da Qualidade do Ar (LCQAr) do ENS/UFSC, extrações dos compostos para tubos adsorventes (temperatura de 20 ºC). Foram utilizados dois materiais adsorventes, CarbotrapTM e TENAX, nos tubos de inox. Os VOC foram extraídos dos tubos por um sistema de dessorção térmica automática (ATD) e analisados por cromatografia gasosa (GC) acoplada à espectrometria de massas (MS). Já para os gases CO, SO2, NO e NOx, as análises foram realizadas durante os ensaios. Utilizaram-se dois analisadores de gases de combustão, Tempest 100 da marca Telegan e Quintox da Lana Sarrate. Os resultados demonstram que existe relativa diferença na composição dos gases exauridos, diminuição nas concentrações dos BTEX, CO e SO2 com aumento do biodiesel nas misturas combustíveis. Já para NO e NOx houve um aumento em suas concentrações à medida que aumentou-se a quantidade de biodiesel no combustível. Propõem-se uma escala, simples e de fácil cálculo, para se avaliar o potencial de toxicidade das emissões.

[pt] O presente trabalho realiza a integração entre a solução computacional por elementos finitos para as equações que descrevem s condições elétricas reinantes no espaço interletrodos de um Precipitador Eletrostático (PE) fio-placas e dados experimentais obtidos em um canal de precipitação com a mesma forma geométrica. A integração acima é necessária à qualquer tentativa de projeto teórico de um PE, uma vez que tais equações exigem para o seu fechamento a introdução de um parâmetro denominado mobilidade de portador de carga, para o qual não se tem possibilidade de previsão teórica de valor, devido ao grande número de variáveis físicas que podem influenciá-lo. Além disso, as soluções teóricas em geral são obtidas dentro de uma modelagem que supõe a existência de um canal de placas paralelas provido de alguns eletrodos emissores consecutivamente dispostos na linha central do canal de precipitação. Essa redução da situação real à uma situação simplificada impede a observação crucial de que o fenômeno de precipitação eletrostática em um PE é um fenômeno que sofre uma variação física contínua ao longo da região de precipitação, à medida que material particulado vai sendo retirado da carga em escoamento. Qualquer solução teórica acaba sendo de pouca utilidade ao projeto de um canal de precipitação completo. No presente trabalho estamos propondo a utilização de um equipamento laboratorial que permite a medição de correntes elétricas entregues por portadores de carga em áreas discretas das placas planas aterradas em um escoamento de ar com cargas de particulados sólidos, dentro de um canal de precipitação com um número razoável de eletrodos emissores. A partir das correntes de placa medida é determinada um valor para mobilidade elétrica associada a cada região longitudinal da secção de precipitação. Essa mobilidade elétrica é então adimensionalizada em termos de alguns parâmetros, sendo que no presente representa a profundidade de penetração no campo de precipitação. Por fim utiliza-se a mobilidade elétrica adimensional como predição para as condições elétricas à serem esperadas em diferentes valores de tensão aplicada, sendo sugerido seu uso como ferramenta auxiliar no projeto de precipitadores eletrostáticos. Foi observado que o campo elétrico originado em cada um dos eletrodos apresenta uma ação alternada de aceleração ou desaceleração sobre o material particulado em suspensão, respectivamente nas regiões imediatamente após, ou antes, de cada eletrodo emissor, relativamente à direção do escoamento. Esse fenômeno físico, não mencionado em qualquer uma das referencias do presente trabalho, foi denominado aqui efeito de alternância e tem uma importância fundamental com relação ao uso da mobilidade adimensional no projeto de PÉS e também quanto às possibilidades de otimização de PÉS já em operação. / [en] This work integrates a numerical solution, obtained by finite elements and characteristic methods applied to the governing equations of the electrical conditions in the inter-electrodes region of a wire-plate Eletrostatic Precipitador (EP), with data acquired in a precipitation channel with the same geometric form. The integration above mentioned is demanded by any attempt of an analytical project of an EP due to the introduction of a paramenter, denominated mobility of the charge carriers, in the closure of the governing equations. Further, the analytical solutions are in general obtained under the modeling of a precipitation region provided with a small number of corona wires, just enough to give simetry considerations. It must be kept in mind that in an EP each channel is provided with dozens of corona wires. The simplification above interdicts the crucial observation that the precipitation phenomena in an EP suffers physical changes along the axial length of the channel, due to the continuos wuthdrawing of particulate material from the total load. Solutions apropiated to a single region are so not very useful to the project of an entire channel. In this work we present an experimental apparatus which allows the measurement of eletric currents in discrete areas of the colleting plates. The apparatus is provided with a number of corona wires that can simulate a channel of an EP. Using the values of the currents measured at each of thediscrete plates it is obtained a value for the electrical mobility associated to discrete regions longitudinally with the flow. A dimensionless mobility is then obtained in terms of some parameters. In the present work these parameters were restricted to the applied potential. It is then suggested how an EP projectist could use the method as a tool for helping in the design process. It was observed that the eletric field originated in each of the corona wires acts alternatedely accelerating or desaccelerating the charged particulate load, pespectively in the regions immediately after or before each corona wire, with respect to the main direction of the flow. This physical phenomena, not mentioned in any of the references of the present work, was denomitade here as alternation effect, and has fundamental importance in the use of the dimensionless mobility as a project tool and also in the possibilities of upgrading Eps already in use.

Orientador: Priscila Alessio Constantino / Banca: Amando Siuiti Ito / Banca: Eloi da Silva Feitosa / Resumo: O presente trabalho trata do estudo da interação entre os poluentes emergentes amoxicilina (AMX) e azul de metileno (AM) com modelos-simples de membrana biológica compostas de fosfolipídios zwiteriônicos (DPPC e DOPC), através de filmes de Langmuir e vesículas unilamelares gigantes (GUVs). As membranas foram expostas aos poluentes de forma individual e também misturados (MIX) para que se aproximasse de uma situação real, neste caso, o chamado efeito coquetel, no qual os poluentes são encontrados misturados no ambiente. O objetivo principal foi investigar as possíveis interações entre os poluentes e os fosfolipídios e os consequentes efeitos nas membranas. Nos filmes de Langmuir, as isotermas π-A (pressão superficial por área molecular média) de DPPC revelaram que a AMX e o AM são expulsos da interface ar-água conforme a fase condensada é atingida. O DOPC demonstrou ser menos afetado pela AMX, uma vez que a isoterma não apresentou deslocamento. Contudo, o DOPC se mostrou mais susceptível a interagir com o AM, visto que um deslocamento significativo foi observado. Para ambos os lipídios a MIX causou maiores efeitos, evidenciados por deslocamentos maiores nas isotermas. Análises de módulo compressional mostraram um pequeno aumento na fluidez do filme de DPPC, não observado para o DOPC. As medidas de microscopia de ângulo de Brewster (BAM) na presença dos poluentes revelaram mudanças na morfologia dos filmes, afetando a formação dos domínios de DPPC e impedindo a formação dos mes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work is about the interaction between the emerging pollutants amoxicillin (AMX) and methylene blue (MB), with biological membrane models of zwitterionic phospholipids (DPPC and DOPC), through Langmuir films and giant unilamellar vesicles (GUVs). The membrane was exposed to the presence of the pollutants individually, still being performed the analysis with the mixture (MIX) of both in order to get closer to a real situation, in which the pollutants are found mixed in the environment. The main goal was to investigate the possible interactions between the pollutants and phospholipids. The π-A (surface pressure by mean molecular area) isotherms of DPPC reveal that in the condensed phase the lipid expelled the AMX and MB of the air-water interface. The DOPC showed to be less affected by the AMX, once the isotherm did not present a displacement. However, the DOPC showed to be more susceptible to interact with the MB, since significant displacements were observed. In both lipids, the MIX showed to be more effective, causing bigger displacements. The analysis of compressional modulus showed a small increase of the fluidity of the DPPC film, which was not observed to the DOPC. The Brewster Angle Microscopy (BAM) measurements in the presence of the pollutants revealed changes in the morphology, affecting the domains formation of DPPC and inhibiting the formation of the same in monolayers. The PM-IRRAS specters to the DPPC indicated possible electrostatic interactions with ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-03-08T18:31:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) jose_geraldo_mendes_castro_junior.pdf: 20723597 bytes, checksum: f867ab4f1cb9235c24c8c6d16d42c22c (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-03-09T18:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) jose_geraldo_mendes_castro_junior.pdf: 20723597 bytes, checksum: f867ab4f1cb9235c24c8c6d16d42c22c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T18:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) jose_geraldo_mendes_castro_junior.pdf: 20723597 bytes, checksum: f867ab4f1cb9235c24c8c6d16d42c22c (MD5) Previous issue date: 2017 / Eletrodos de di?xido de chumbo (PbO2) suportados sobre tecido de carbono e tela de a?o inoxid?vel foram utilizados na degrada??o eletroqu?mica dos f?rmacos paracetamol (PCT) e dipirona (DPN), utilizando-se uma c?lula eletroqu?mica do tipo eletr?lito polim?rico s?lido (EPS) munida de eletrodos perme?veis a fluidos (EPFs). Todos os estudos foram conduzidos na condi??o de batelada empregando-se a ?gua livre de eletr?litos. Os estudos eletroqu?micos de degrada??o dos f?rmacos foram conduzidos em fun??o da densidade de corrente aparente (jap) (ex., 5, 10, 20, 100, 150 e 200 mA cm-2) e da concentra??o inicial (ex., 10, 30 e 50 mg L 1). As amostras tratadas foram analisadas pelas t?cnicas de espectrofotometria na regi?o do UVVis, cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE) e demanda qu?mica de oxig?nio (DQO). Verificou-se para os diferentes casos envolvendo as baixas densidades de corrente que a remo??o das bandas de absor??o no UV-Vis, a remo??o da concentra??o dos f?rmacos (CLAE) e a redu??o da DQO (grau de mineraliza??o) n?o foram significativos. Contrariamente, no caso das elevadas densidades de corrente evidenciou-se uma significante melhora na degrada??o dos f?rmacos em decorr?ncia da atua??o do oz?nio gerado eletroquimicamente. Os melhores resultados foram obtidos para baixas concentra??es dos f?rmacos. Redu??es superiores a 95 % de DQO para o PCT e superiores a 75 % para a DPN foram obtidas. Eletrodos de PbO2 dopados com n?quel (ex., Ni-PbO2) suportados sobre tecido de carbono e tela de a?o inoxid?vel foram confeccionados e caracterizados. A an?lise de microscopia eletr?nica de varredura (MEV) revelou o aparecimento de defeitos superficiais, com a varia??o da concentra??o nominal do Ni no banho eletrol?tico utilizado no preparo do eletrodo por eletrodeposi??o. An?lises de difratometria de raios-X (DRX) corroboraram os resultados de MEV revelando, em alguns casos, picos mais alargados e de menor intensidade (ex., redu??o no tamanho m?dio dos cristalitos) com a varia??o da concentra??o nominal do Ni, indicando assim uma interfer?ncia no processo de eletrodeposi??o do PbO2. Curvas de polariza??o em condi??es quaseestacion?rias foram obtidas para o processo eletr?dico da rea??o de desprendimento de oxig?nio (RDO) sendo verificado que n?o houve influ?ncia significativa do dopante sobre esta rea??o, a qual ocorre em paralelo ao processo de degrada??o oxidativa dos f?rmacos. Verificou-se que a produ??o de oz?nio foi ligeiramente favorecida em algumas concentra??es do dopante e em altas densidades de corrente. No entanto, n?o foi verificada influ?ncia significativa sobre o grau de mineraliza??o dos f?rmacos PCT e DPN mediante uso de eletrodos dopados com Ni. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / Lead dioxide (PbO2) electrodes supported on carbon cloth and stainless-steel mesh substrates were used in the electrochemical degradation of the drugs paracetamol (PCT) and dipyrone (DPN), using a solid polymer electrolyte electrochemical cell (SPE) having fluid-permeable electrodes (FPEs). All studies were conducted in batch condition using the electrolyte-free water. The electrochemical degradation of the drugs was accomplished as a function of the apparent current density (ex., 5, 10, 20, 100, 150 and 200 mA cm-2) and the initial concentration (ex., 10, 30 and 50 mg L-1). The treated samples were analyzed using the UV-Vis spectrophotometry technique, the high-performance liquid chromatography (HPLC), as well as the chemical oxygen demand (COD). For the different cases involving the application of low current density values, it was not verified significant changes accounting for the removal of the UV-Vis absorption band, the drug concentration (HPLC), and the COD decrease (ex., the degree of mineralization). In contrast, in the case of high current densities, a significant improvement in the degradation of the drugs was evidenced as a result of the influence of the electrochemically generated ozone. The best findings were obtained for low drug concentrations. Reductions of above 95% COD for PCT and above 75% for DPN were obtained. Nickel-doped PbO2 electrodes (ex., Ni-PbO2) supported on carbon cloth and stainlesssteel mesh were fabricated and characterized. Scanning electron microscopy (SEM) revealed the appearance of surface defects with a reduction in crystal size with the different Ni concentration in the electrolytic bath used to prepare the electrode by electrodeposition. X-ray diffraction (XRD) analyzes corroborated with the SEM results revealing the formation of broader peaks with lower intensity, in some cases, (ex., reduction in the average crystallite size) with the variation of the nominal dopant concentration in the electrolytic bath, thus indicating an interference in the electrodeposition process for PbO2. Quasi-stationary polarization curves were obtained for the electrode process of the oxygen evolution reaction (OER) and it was verified that there was no significant influence of the dopant on this reaction, which occurs in parallel to the process comprising the oxidative degradation of the drugs. It was found that the ozone generation was slightly favored in some concentrations of the dopant and in higher current densities. However, no significant influence was verified on the degree of mineralization of PCT and DPN by the use of Ni-PbO2 electrodes.

O estudo experimental dos processos de dispersão atmosférica de poluentes permite a análise de problemas específicos e a avaliação dos modelos teórico-numéricos. Os custos da experimentação de campo conduzem à realização de estudos de laboratório em modelos reduzidos. Este trabalho tem por objetivo principal a reprodução dos ventos atmosféricos e dos processos de dispersão em escala reduzida em túnel de vento. Foram estabelecidos os requerimentos gerais de modelagem para os diversos problemas relacionados com o estudo experimental da dispersão de poluentes atmosféricos, incluindo a simulação da camada limite atmosférica e da fonte de emissão. A partir desta análise, foram desenvolvidos e avaliados diversos modelos experimentais dos ventos turbulentos na camada limite atmosférica neutral utilizando velocidades médias muito baixas que permitam cumprir os requerimentos de semelhança do processo de dispersão. As simulações incluem ventos turbulentos sobre terrenos homogêneos a diferentes escalas. Na avaliação experimental foram utilizados dados da literatura e comparações diretas com resultados de campo para a condição de atmosfera em estabilidade neutra. Foram estudados escoamentos turbulentos mais complexos nas proximidades de um modelo simples de uma edificação e em um entorno urbano não homogêneo. Para os estudos da difusão atmosférica, foi estabelecida a prioridade da modelagem de problemas locais de dispersão. Foi modelada uma fonte de emissão pontual de baixa altura representativa de uma chaminé que permita a modificação das condições de empuxo da pluma. A análise do processo de dispersão e das concentrações foi realizada considerando diversas configurações que incluem a fonte de emissão isolada num escoamento homogêneo, a consideração dos efeitos da esteira próxima ao modelo de uma edificação, e finalmente de um terreno urbano não homogêneo. Foram determinadas as concentrações médias e as flutuações de concentração na pluma. Estes resultados permitiram obter os campos de concentração e, a partir das funções de densidade de probabilidade e funções de densidade espectral, analisar as zonas de intermitência no campo de concentração. Comparações com resultados da literatura e com modelos teóricos complementam o estudo realizado. É dada ênfase na análise das flutuações de concentração e na intermitência dos processos de dispersão, dada a importância do seu conhecimento para o desenvolvimento de modelos bem como à escassa informação experimental na bibliografia. Os resultados deste trabalho permitem estabelecer a viabilidade da simulação da camada atmosférica neutral e dos estudos de dispersão em túnel de vento, determinando vantagens e limitações dos modelos reduzidos. A influência das características do escoamento turbulento, das configurações próximas do terreno e das características da emissão no processo de dispersão foi estudada. Finalmente, são analisadas as condições de intermitência associadas aos escoamentos turbulentos e, em particular, aos campos de concentração próximos a uma fonte de emissão. / The experimental study of the pollutant dispersion processes allows the analysis of specific problems as well as the evaluation of theoretical models. The costs related to full scale measurements make the experimental studies over reduced scaled models a better research tool. This work has the aim of modeling some kinds of atmospheric winds and related dispersion processes in wind tunnels. The general modeling laws related to the experimental study of pollutants dispersion were followed, including the boundary layer simulation and the emission source. Several experimental models of the turbulent winds in neutral boundary layers were developed and evaluated by using very low wind velocities, allowing the fulfillment of the similitude laws of the dispersion process. The simulations include turbulent winds over homogeneous terrains at different scales. Literature data were used in the experimental evaluation as well as direct comparisons with field results for the atmosphere under neutral stability conditions. Also, more complex turbulent flows were studied in the close proximities of a simple building model in a non homogeneous surrounding. For the atmospheric diffusion studies, it was decided to model local dispersion situations. A single, punctual type of emission source was modeled, representing the conditions at a low height chimney and allowing the modification of the plume buoyancy conditions. The analysis of the dispersion process and concentrations was performed under several configurations including the isolated source emission in a homogeneous flow, the consideration of the wake effects close to a building model, and finally of a non homogeneous urban terrain. The mean and fluctuating components of the plume concentration were obtained. These results allowed the characterization of the concentration fields. From the probability and spectral density functions it was possible to analyze the intermittence of the concentration field. Comparisons with literature results and with theoretical models complement the study. Special care is taken in the analysis of the fluctuations of the concentration and in the intermittence of the dispersion processes, due to its importance to the development of theoretical models as well as the lack of experimental information in the open literature.