ÀREA DE CONHECIMENTO 6 - ENGENHARIAS

Transcrição

1 27 ÀREA DE CONHECIMENTO 6 - ENGENHARIAS

2 28 EFEITO DA ADIÇÃO DE ÁGUA NA CORROSÃO DO COBRE EM ETANOL COMBUSTÍVEL SINTÉTICO Orientador: Prof. Ms. Flávio Gramolelli Júnior (UNIANCHIETA) Colaboradores: Profa. Ms. Camila Molena de Assis (UNIANCHIETA) Prof. Esp. Claudemar José Trevisam (UNIANCHIETA) Bolsista: Aline Maria de Paula Anselmo INTRODUÇÃO: O etanol como biocombustível automotor trouxe novos desafios no estudo da prevenção à corrosão, um problema inédito quando a gasolina era usada com exclusividade (ANP, 2010). Hoje, para os sistemas de injeção de combustível e de exaustão são usados novos materiais e revestimentos tendo como base o metal cobre. A questão da adulteração dos combustíveis é um problema mundial e pode causar danos ao motor e a outros componentes do veículo. Uma das fraudes na adulteração do biocombustível etanol é a adição de água ao etanol anidro para ser vendido como hidratado (mistura conhecida como álcool molhado ). Esta mistura pode causar sérios danos aos componentes elétricos do motor que utilizam o cobre em sua composição. Uma revisão bibliográfica sobre corrosão de metais por álcoois foi apresentada por Tanaka e Wolynec (1983). Os autores apresentaram a participação da água no comportamento ativo-passivo de diferentes metais (aço-carbono, alumínio, magnésio e cobre) na presença e ausência de contaminantes, onde estes contaminantes foram adicionados propositalmente com a finalidade de aumentar a condutividade elétrica do meio para realização dos ensaios eletroquímicos. O comportamento ativo-passivo depende da natureza do material metálico, pois de um lado a água atua como inibidor de corrosão, promovendo a passivação, mas em alguns casos como no aço carbono, ela atua como ativadora de corrosão. Concluíram também que a presença de contaminantes afeta a agressividade, alterando a concentração de água necessária para a passivação. OBJETIVO: Através de ensaio de perda de massa, seguindo normas ASTM e ABNT, verificar o efeito da adição 2,5%, 5,0 %, 10%, 15%, 20%, 25% e 50% de água da torneira sobre a corrosividade do etanol combustível sintético. MATERIAL E MÉTODO: Após o preparo da solução de etanol combustível sintético preparou-se as soluções com adição de 2,5%, 5,0 %, 10%, 15%, 20%, 25% e 50% de água da torneira. As amostras foram cortadas com dimensões de 20x5x0,1mm, tratada com lixa d água 1200, lavadas com água destilada e desengraxadas com álcool:acetona (1:1) e pesadas em uma balança analítica de marca Precisa XR 205 SM-DR (máx: 205g, mín: 0,01g, e:1mg, d: 0,01/0,1mg) e suspensas por um fio de nylon em um béquer de plástico graduado. Foi utilizado um béquer para cada percentual de solução apresentada acima. Este frasco foi tampado com Parafilm, uma película flexível, semitransparente, com ação aderente, resistente à água e próprio para vedação de frascos, com o objetivo de evitar a evaporação da solução. Após 15 dias corridos de ensaio as amostras foram retiradas da solução e pesadas novamente. O procedimento da ABNT NBR 6210:2008 foi utilizado para fazer os cálculos da velocidade de corrosão. RESULTADOS: Observa-se a partir dos resultados que a perda de massa das amostras está na quarta casa decimal, ou seja na ordem de 0,1 mg, que é exatamente o erro da balança. Em química quantitativa considera-se esta casa como não sendo precisa, portanto conclui-se que a adição de água oferece uma passividade no metal. Conforme Tanaka e Wolynec (1983) o comportamento ativo-passivo depende da natureza do material metálico, pois de um lado a água atua como inibidor de corrosão, promovendo a passivação, mas em alguns casos como no aço carbono, ela atua como ativadora de corrosão. No caso do metal cobre pode-se dizer que a água atua como inibidora da corrosão, atuando como passivadora do metal. No entanto, mesmo com a formação de uma camada passivadora e a inibição da corrosão, isto pode afetar o contato elétrico das partes que constituem a parte elétrica do automóvel. Este efeito é muito visto

3 29 em equipamentos eletrônicos de pequeno porte como abridor de portão elétrico e até controle remoto, onde normalmente o mau funcionamento do equipamento deve-se à formação de uma camada passivadora no contato elétrico. Assis (2012) avaliou a corrosividade do etanol combustível sintético no metal cobre, apresentando a evolução do potencial de circuito aberto em função do tempo, concluindo que Devido à estabilização do potencial, a taxa de formação da camada de passivação e a dissolução da mesma se iguala, o que se observa pela evolução do potencial mais positivo, ou seja, a camada fica mais nobre. Palavras chave: Corrosão, ensaio gravimétrico, etanol

4 30 ESTUDO DA INCORPORAÇÃO DE LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA (ETA) EM MATERIAIS CERÂMICOS: ARGILAS E CIMENTOS Orientadora: Profa. Dra. Marina Rodrigues de Aguiar (UNIANCHIETA) Bolsista: Fabíola Silva Junquis Colaboradores: Shirley Cosin, Jorge E. di Rito, Marcelo F. Ramos, Flávio G. Jr., Francisco R. V. Diaz, Vanessa E. Pereira e Micaelle N. Santos INTRODUÇÃO: As Estações de Tratamento de Águas (ETA) removem material em suspensão na água bruta recebida, através do uso de floculantes compostos orgânicos e/ou inorgânicos à base de alumínio e de cloreto de ferro (Richter, 2001). Esse processo é completado pela decantação e filtração da água, que além de água limpa para distribuição para a população, também gera grande quantidade de resíduo sólido o chamado lodo, que a maioria das ETAs brasileiras acaba lançando nos corpos d água mais próximos, causando problemas ambientais, devido às mudanças na cor da água, ao aumento na quantidade de sólidos em suspensão, aos assoreamentos indesejados e ao aumento das concentrações de alumínio e ferro na água (Richter, 2001; Margem et. al., 2006). O aproveitamento desse lodo é uma necessidade real de ETAs e de indústrias que o contem em seus efluentes. Uma das alternativas para a utilização desse lodo é sua incorporação às argilas e cimentos na confecção de telhas, tijolos, ladrilhos cerâmicos e bloquetes para calçadas (Sales et. al., 2004; Cosin et. al., 2004, Margem et. al. 2005; Hoppen et. al., 2005; Cosin et. al, 2007; Paixão et. al., 2011; Faria Filho et.al., 2011). OBJETIVO(S): Verificar as alterações observadas na resistência mecânica, através do módulo de ruptura à compressão de corpos de prova de argila e de cimento, com adição de lodo da ETA de Monte Mor SP. Averiguar, também, o teor de absorção de água dos mesmos materiais. MATERIAIS E MÉTODOS: Os lodos de ETA e a argila foram caracterizados através de fluorescência de raios-x (análise química dos elementos principais) e análise mineralógica DRX (difração de Raios-X, radiação cobre, Cu Kα), em laboratórios da USP e da UNESP, respectivamente. Os lodos coletados na ETA da SABESP de Monte Mor SP, contendo cloreto de polialumínio como floculante, foram secados, desintegrados, moídos em moinho de martelos e peneirados. O percentual de lodo adicionado à argila foi de 0, 1, 5, 10, 20, 30, 50 e 100%. Os corpos de prova com cimento foram conformados com 0, 1, 5, 10 e 20 partes de lodo para 100 partes de cimento. As amostras com argila foram secadas em estufa a 110oC, e, após pesadas, foram queimadas a 850 oc e 950 oc, em mufla. Os corpos de prova com cimento foram ensaiados após 60dias, para a cura do material. Os ensaios de resistência mecânica foram realizados em uma máquina EMIC, no Laboratório de Materiais do Unianchieta. Para o ensaio de absorção optou-se por deixar as amostras mergulhadas em água por 24 horas. RESULTADOS: A norma NBR 7170 classifica os tijolos maciços para alvenaria em categorias e tensões de resistência à compressão. Essa classificação se aplica aos tijolos comuns, isto é, tijolos de uso corrente. Pode-se observar que a adição de 20% de lodo forneceu um produto com tensão de compressão de 3,16MPa quando queimado a 850 C. Esse resultado é coerente com a categoria B de tijolos comuns, isto é, tensão de compressão mínima de 2,5 MPa e a adição de 30% forneceu um produto com características similares à categoria C (mínima tensão de compressão = 4,0 MPa; tensão obtida = 4,35 MPa, 950 C de queima. Importante dest acar que os ensaios desse projeto utilizaram amostras com dimensões compatíveis com equipamentos de laboratório e não com dimensões reais de tijolos, portanto, os resultados obtidos dão uma ideia do comportamento dos materiais. Os ensaios com absorção de água foram inferiores a 25%, que é o limite para comparações. Os resultados para o cimento apontaram para a utilização de 5 partes de lodo no cimento, sem perda das características de compressão.

5 31 CONCLUSÃO: Pode-se dizer que há um grande potencial de utilização do lodo e da argila estudados em cerâmicas vermelhas. O lodo da ETA da Sabesp de Monte Mor SP pode ser incorporado à argila fornecida pela Itabrás Mineração, para formação de massas cerâmicas para tijolos maciços. As melhores condições mostradas pelos experimentos apontam para um percentual de lodo em torno de 20% e temperatura de queima entre 850 C e 950 C, para amostras extrudadas. A utilizaç ão do lodo poderá evitar seu descarte na natureza, contribuindo para melhoria do ecossistema, e, ao mesmo tempo, poderá ser uma solução econômica para os efluentes de estações de tratamento de água. PALAVRAS CHAVES: lodo de ETA, cerâmica vermelha, resíduos sólidos, cimento Portland, argila.

6 32 IDENTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS ANTIOXIDANTES NA CEVADA Orientador: Prof. Ms. Bruno Molero da Silva (UNIANCHIETA) Bolsista: Wagner Boanergis da Silva INTRODUÇÃO: Antioxidantes são compostos que reagem com substâncias reativas, como os radicais livres e tem a função de minimizar esses radicais no organismo, por isso quando presentes em alimentos, os mesmos são chamados de alimentos funcionais (Baik, 2008). Os principais compostos que conferem propriedades antioxidantes presentes nos grãos de cevada são os compostos fenólicos e seus derivados, como os flavonóides. Destaca-se ainda que os grãos de cereais contribuem significativamente na dieta humana com proteínas, minerais e vitaminas (Beling, 2007). OBJETIVO: O presente trabalho teve como objetivo principal a identificação de alguns compostos antioxidantes tais como flavonóides, ácidos fenólicos e derivados do ácido fenólico que apresentam atividade antioxidante em grãos de cevada. Para cumprir este objetivo, foram testados métodos de extração e análise por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) capazes de identificar os compostos antioxidantes. A escolha da técnica de identificação baseada em cromatografia planar, CCD é com base em uma técnica simples e versátil na identificação de compostos orgânicos. MATERIAL E MÉTODO: Em uma balança analítica pesou-se 10 g de cevada pulverizada que foi misturada à 50 ml de hexano e agitada num Erlenmeyer de 250 ml com barra magnética, para remoção de gorduras por 1 hora, seguida por uma filtração à vácuo. Então o filtrado seco foi misturado em 50 ml de uma solução extratora contendo etanol 80 % v/v. A mistura foi submetida novamente à agitação com barra magnética por 90 minutos a 80 ºC em chapa aquecedora. Novamente com o auxílio de uma bomba à vácuo, o sobrenadante obtido foi filtrado e levado a um rotaevaporador a uma temperatura de 90 ºC no banho-maria com a finalidade de concentrar o extrato. Em seguida, realizou-se uma análise qualitativa dos possíveis compostos antioxidantes presentes no extrato através da técnica de CCD. Em placas de sílica (SiO 2 ) foram aplicados os extratos e padrões (catequina, ácido cafeico, ácido gálico, fisetina e ácido rosmarínico) fazendo uso de capilares. As placas foram levadas à uma cuba contendo a fase móvel, uma solução com clorofórmio/metanol/água/ácido fórmico nas proporções de 30:18:1:1 v/v. RESULTADOS: Após o desenvolvimento do cromatograma, com a eluição dos extratos e padrões, a placa foi borrifada com uma solução de cloreto férrico (FeCl 3 ) para revelação. Notou-se um leve traço característico da presença de antioxidante(s) no extrato obtido. CONCLUSÃO: Por CCD, foi possível constatar visivelmente a presença de composto(s) antioxidante(s). A técnica de CCD é adequada para a identificação desses analitos, porém sua sensibilidade se limita à baixa concentração de possíveis compostos antioxidantes no extrato. PALAVRAS CHAVES: Antioxidantes, Cromatografia, Extração.

7 33 OBTENÇÃO DE LAPACHOL VIA SÍNTESE QUÍMICA, EXTRAÇÃO NATURAL E ESTUDOS DE ISOLAMENTO POR TÉCNICA DE MOLECULAR IMPRINT Orientador: Prof. Ms. Vanderlei Inácio de Paula Bolsistas: Felipe Augusto da Cunha e Thayane de Lara Pereira INTRODUÇÃO: Há milhares de anos, o homem vem utilizando os recursos da flora no tratamento de diversas patologias. O estudo de extração química e síntese de produtos naturais são importantes para diversas áreas, em especial a produção de fármacos. O estudo de quinonas encontradas em plantas com atividade bioquímica vem sendo extensivamente estudadas in vitro (MUNDAY, 1995), sendo que a naftoquinona natural mais conhecida devido à facilidade de extração é o lapachol (2-hidroxil-3-3-metil-2-butenil-1,4 naftoquinona), sendo material de partida para estudos de seus derivados. (VARGAS, 2006). O lapachol é conhecido por suas propriedades anticancerígenas possui ação antiinflamatória, anticâncer (PÉREZ, 2007), analgésica, antibiótica, antimalárica, e antiulcerogênica. A obtenção do lapachol pode ocorrer por vários métodos, sendo comum à extração bifásica entre solventes seguido de cristalização com procedimentos de protonação/desprotonação (ROSA, 2000). A síntese total do lapachol é favorece os estudos de seus derivados, pois a extração possui baixo rendimento. A obtenção do lapachol via síntese química envolve uma série de etapas com formação de intermediários que devem ser isolados e caracterizados (COMASSETO, 2007). OBJETIVO: Extrair e purificar o lapachol do pó de madeira do ipê amarelo (Tabebuia avellanedea). Utilizar o lapachol purificado na formação da técnica de polímero de impressão molecular (MIP) para posterior estudo de extração/purificação. Realizar uma sequência de reações de oxidação e epoxidação para obter intermediários sintéticos. METODOLOGIA: A extração do lapachol ocorreu por processo de batelada, através da adição de 40g de pó de ipê, 6g de carbonato de sódio e 200 ml de água, seguido de filtração e protonação com ácido clorídrico. A obtenção de derivados metilados do lapachol ocorreu via reação com iodeto de metila em meio básico. A preparação de MIP foi realizada por polimerização em Bulk, utilizando lapachol, vinil piridina como monômero e 50 mg de iniciador AIBN aquecidos a 60 C por 3 horas. O teste de atividade do MIP/NIP foi realizado em colunas com uma solução de lapachol, seguido da adição de acetonitrila e metanol para remoção do lapachol dos sítios ativos do MIP. As soluções foram monitoradas em HPLC. Reações de oxidação permitiram obter intermediários da síntese total de lapachol, utilizou-se o trióxido de cromo dissolvido em ácido acético e naftaleno. Os produtos foram monitorados e caracterizados por CG, sendo obtidos 1,2g de naftoquinona. A etapa de epoxidação utilizou peróxido inorgânico e bentonita como catalisador a fim de obter o Hidroxinaftoquinona. RESULTADOS: Foram extraídos 1,5g de lapachol cristalizado através de 2 kg de pó de ipê roxo. O lapachol obtido permitiu estudos de impressão molecular (MIP) que por sua vez ocorreu via a técnica Bulk de vinil piridina e etilenoglicoldimetilacrilato. O MIP obtido teve retenção 300% maior que em relação ao NIP, por análises de HPLC. CONCLUSÃO: O MIP de Lapachol apresentou bom rendimento de impregnação o que permite concluir que há formação de cavidades supramoleculares com sítios ativos. A síntese da naftoquinona a partir do naftaleno através da reação de oxidação é favorecida em relação a 2-naftol. A reação de epoxidação teve melhor funcionamento com a adição de quaternário de amônio, provavelmente há problemas de interação entre os reagentes e o catalisador em fases. Os resultados da síntese da etapa final sugere que seja mais provável a formação do dihidroxinaftoquinona em relação à naftoquinona. PALAVRAS CHAVES: Lapachol, Polímero de Impressão Molecular, Síntese Química.