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Análise de curvas de agregação de hemácias obtidas por fotometria.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais. Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Nakamura Filho, Arnaldo; Cardoso, Antônio Valadão
Foram investigadas as microestruturas do sangue de 50 amostras de doadores de sangue e 16 amostras de portadores de Anemia Falciforme utilizando duas pipetas diferentes e um equipamento de uso corrente, o Leitor de Microplacas, também chamado de “Leitor de E.L.I.S.A”. Apresentamos aqui a interpretação das curvas de absorbância (A) em função do tempo(s), obtidas com esta técnica. A técnica abrange o processo completo que ocorre com o sangue em repouso: primeiro os eritrócitos agregam-se formando rolos (roleaux) e esses rolos tendem a se unirem uns aos outros formando uma rede desorganizada (gel); o gel tende a densificar, se compactado e começa a sedimentar; por final, os agregados que se sedimentam tendem a tornarem-se cada vez mais compactos pela formação contínua de novos contatos entre os agregados e pela expulsão de plasma do seu interior. São apresentados a comparação entre os resultados para amostras de sangue de doadores e sangue de portadores de Anemia Falciforme, levando-se em consideração o gênero e o tipo de pipeta utilizada nos ensaios, bem como as análises estatísticas dos resultados. Não houve diferença entre os gêneros, entre os grupos apenas a etapa de agregação é diferente e entre as pipetas apenas os valores de absorbância diferenciam as curvas.
Aragonita biomineralizada e nácar : estudo comparativo de biocompatibilidade e bioatividade.
(2014) Almeida, Arthur Corrêa de; Cardoso, Antônio Valadão
A aragonita é um polimorfo metaestável do carbonato de cálcio (CaCO3) encontrado na concha de moluscos, onde exerce função primariamente estrutural. A aragonita aparece em lamelas e colunas prismáticas, cimentada em uma matriz protéica (com a qual forma o nácar) e apresenta propriedades osteogênicas, estimulando no corpo humano o crescimento do tecido ósseo, composto por uma matriz orgânica (células, água, proteínas como o colágeno) e matriz mineral (hidroxiapatita - fosfato de cálcio). A matriz orgânica, composta principalmente por proteínas, atuaria como uma rede sobre o qual a aragonita é nucleada, além de selecionar a morfologia da fase nucleada, e pode influenciar as propriedades osteoindutoras da aragonita. No presente trabalho, comparou-se a viabilidade e a bioatividade da aragonita biomineralizada com e sem a matriz orgânica, separação realizada por processos físicos. A bioatividade foi verificada por deposição de fosfato de cálcio na superfície de amostras imersas em SBF (Simulated Body Fluid), enquanto a viabilidade celular foi verificada por ensaio de contato com células VERO, ensaios de citotoxicidade e diferenciação celular com células hASC. As amostras foram ainda observadas com auxílio de microscopia eletrônica e difração de raios X. As amostras apresentaram comportamento semelhante nas quatro semanas de imersão em SBF. Em contrapartida, as amostras de aragonita e nácar apresentaram diferentes comportamentos quando na presença das células hASC, confirmando, porém, as propriedades osteogênicas de ambos os materiais.
Caracterização de superfícies biológicas com propriedades hidrofóbicas e anti-incrustantes.
(2014) Espinoza Riera, Hernán Roberto; Cardoso, Antônio Valadão
Materiais biológicos apresentam soluções de design específicos com baixo custo de matéria prima e baixo consumo de energia. O seguinte trabalho objetiva caracterizar a superfície de três espécies de plantas - Salvinia molesta, Colocasia esculenta e Nelumbo nucifera – que apresentam diferentes propriedades de molhabilidade na superfície das folhas. Os testes com microscopia eletrônica de varredura (MEV), medição do ângulo de contato aparente e teste da tensão superficial, demostraram que as folhas das plantas estudadas apresentam altos níveis de hidrofobicidade e autolimpeza. Estas características se apresentam devido a: (i) rugosidade na superfícies, formado por uma série de protuberâncias auto organizadas na microestrutura; (ii) uma fina camada de cristais de cera revestindo a superfície das folhas e (iii) a presença de uma camada de ar pressa na topografia da microestrutura da superfície, diminuindo a interação líquido/sólido. O estudo pretende ainda contribuir para o desenvolvimento tecnológico de novos materiais sintéticos e produtos bioinspirados que solucionem de maneira sustentável problemas do nosso cotidiano.
Diversidade da comunidade de macroinvertebrados bentônicos no reservatório de Volta Grande, Bacia do Baixo Rio Grande.
(2022) Camargo, Paulo Ricardo da Silva; Barbosa, Newton Pimentel de Ulhôa; Cardoso, Antônio Valadão; Assis, Paulo Santos; Pelli, Afonso
A comunidade de macroinvertebrados bentônicos é composta por alguns organismos mais sensíveis e outros mais resistentes as mudanças ambientais. Nesse sentido, são utilizados como bioindicador. O presente trabalho teve como objetivo verificar a diversidade de espécies local (diversidade alfa) da comunidade de macroinvertebrados em dois trechos da Bacia do Baixo Rio Grande com composição de substrato distintos. O estudo ocorreu em dois pontos da Bacia do Baixo Rio Grande. No ponto 1 foram coletadas amostras de sedimentos ao longo de doze meses, onde foram calculados o índice de diversidade dos parâmetros riqueza (S), abundância, dominância, diversidade de ShannonWiener (H'), diversidade de Simpson (D') e equitabilidade (J) e por meio da análise não paramétrica Kruskal-Wallis foram comparados entre todos os meses do ano e também estação chuvosa e de estiagem. No ponto 2 foram coletados substratos artificiais e foram calculados os índices de diversidade, compreendendo também as estações chuvosas e de estiagem. No ponto 1 não houve diferença significa entre as estações chuvosas e de estiagem, mas apresentou diferenças entre a abundância e equitabilidade entre todos os meses amostrados. No ponto 2 foi evidenciado que o valores dos índices de diversidades se apresentaram maiores nos meses de estiagem. Em síntese, foi inferido que as comunidades bentônicas podem estar sob o reflexo da homogeneização ambiental resultantes das atividades antrópicas. Portanto, esses índices de diversidades podem ser uma ferramenta adequada para compreender o ambiente, e assim fomentar decisões mitigadoras em prol da conservação das espécies mais assertivas.
Efeito do cálcio no desgaste das placas refratárias de válvula gaveta de distribuidor no processo de lingotamento contínuo.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Nascimento, Zelber Dettogne do; Cardoso, Antônio Valadão
Nas últimas décadas, nas usinas siderúrgicas, a evolução da produção mundial de aço tem exigido amplos desenvolvimentos na busca do aumento da produtividade, na redução de custos e na melhoria da limpidez do aço, sem comprometer a segurança operacional. No que diz respeito à limpidez do aço, atualmente, visando mudar a morfologia das inclusões no aço líquido, observa-se um aumento na produção de aços tratados com ligas de Ca, fato este que causa corrosão excessiva nas placas da válvula gaveta. Esta considerável corrosão observada no curso das placas da válvula gaveta é provocada pela reação do CaO com os constituintes da matriz refratária, formando compostos de baixo ponto de fusão, tais como: anortita (CaO.Al2O3.2SiO2), gelenita (2CaO.Al2O3.SiO2) e aluminato de cálcio (12CaO.7Al2O3); estes compostos se tornam líquidos a baixas temperaturas, sendo “lavados” pelo aço liquido e, conseqüentemente, levando a um desgaste excessivo por erosão das placas refratárias. O objetivo deste trabalho foi exatamente caracterizar este desgaste por corrosão, pela ação do cálcio das placas refratárias da válvula gaveta no processo de lingotamento contínuo, e mostrar, também, a influência da concepção do projeto do refratário e as práticas operacionais adotadas para melhorar a vida útil das placas, com ênfase no caso do lingotamento contínuo da Companhia Siderúrgica de Tubarão (CST). O estudo realizado permitiu compreender os mecanismos de desgaste responsáveis pelo ataque químico do cálcio e o comportamento dos principais materiais utilizados nesta aplicação, principalmente os materiais de MgO-C, que não formam solução líquida. Avaliou também as influências das variáveis operacionais (temperatura, taxa de estrangulamento entre placas, tempo de lingotamento, teor de cálcio de processo) e do projeto refratário. As ações implementadas, relacionadas à seleção do material, aos ajustes das variáveis operacionais e ao projeto refratário, permitiram o aumento de 60 % no desempenho das placas refratárias no lingotamento de aços API .
Efeito dos antioxidantes metálicos e da resina fenólica nas propriedades de refratários de Al2O3 - SiC - C.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Sá, Geraldo Majela de; Cardoso, Antônio Valadão
As práticas metalúrgicas associadas ao transporte e pré-tratamento do gusa submetem os refratários para carros torpedo a uma conjugaçãode solicitações de natureza química e física favorecendo os processos de corrosão, erosão e fratura destes materiais. Os refratários de alto desempenho, sistema Al2O3 - SiC - C, passaram a ser utilizadosno revestimento refratário para carros torpedo a partir dos anos 80 como resposta às novas solicitações introduzidas pelo processo metalúrgico. A formação de trincas paralelas à face quente dos tijolos de Al2O3- SiC - C com posterior lascamento da porção afetada tem se destacado por ser motivo de encerramento prematuro da campanha do revestimento refratário do carro torpedo. As modificações microestruturais destes materiais, combinadas com esforços de natureza mecânica e térmica, têm sido a causa da fratura destes refratários. Portanto, a caracterização destes materiais, por meio de ensaios laboratoriais, permite, através de uma múltipla abordagem do ponto de vista químico e físico, um melhor entendimento do seu comportamento. Os resultados obtidos em laboratório apontaram que os materiais isentos dos antioxidantes metálicos Si e Al denominados A-0 e B-0 destacaram-se. Os materiais cujos teores de silício foram duplicados e quadruplicados apresentaram melhora nas propriedades mecânicas à quente, mas pioraram seu desempenho quanto à resistência ao dano por choque térmico e ao desgaste pela escória. Por outro lado destaca-se, também, a baixa influência do tipo de resina nas propriedades dos tijolos apesar daqueles fabricados com a resina comercial Novolacaapresentarem menor resistência mecânica se comparados com os fabricados com a resina comercial Resol. Em síntese, assumindo-se um compromisso entre as propriedades químicas (resistência à oxidação e à corrosão pela escória) e físicas (resistência mecânica à quente e ao dano por choque térmico), os resultados dos testes laboratoriais indicaram que o antioxidante metálico Si pode ser otimizado na formulação destes materiais com ganhos de propriedades e com potencial de ganho de desempenho destes refratários em serviço.
Estado atual de conhecimento das principais características dos moluscos.
(2021) Camargo, Paulo Ricardo da Silva; Barreiros, Luiz Felipe Godinho; Barbosa, Newton Pimentel de Ulhôa; Cardoso, Antônio Valadão; Assis, Paulo Santos; Pelli, Afonso
Mollusca é um dos maiores Filos do Reino Animal, com uma estimativa de 240.000 espécies. O grupo apresenta enorme diversidade biológica, atrelada a ampla distribuição geográfica. Os representantes do Filo apresentam distintos nichos e relações tróficas. Algumas espécies são de interesse econômico e outras de saúde pública. Um exemplo é o Limnoperna fortunei Dunker, 1857, que condiciona prejuízo ambiental, social e econômico. Já o gênero Biomphalaria, hospedeiro intermediário de um trematódeo, causa problemas de saúde pública em muitos países. Atualmente, o Filo é representado por oito classes: Solenogastres ou Neomeniomorpha, Caudofoveata ou Chaetodermomorpha, Polyplacophora, Bivalvia, Monoplacophora, Scaphopoda, Gastropoda e Cephalopoda. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo realizar um trabalho de revisão do atual conhecimento das características do Filo Mollusca. Mesmo diante dessa diversidade e importância, algumas informações são escassas e pulverizadas na literatura.
Estudo da agregação e sedimentação eritrocitárias utilizando diferentes técnicas experimentais.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Martins, Giuliano Siniscalchi; Cardoso, Antônio Valadão
O comportamento reológico do sangue é influenciado, em grande parte, pela agregação e deformação das hemácias. Alterações das propriedades hemorreológicas de um indivíduo podem ser responsáveis por enfermidades relacionadas ao sistema cardiovascular. Uma das alternativas para melhor compreensão do fenômeno de agregação é o estudo do comportamento do sangue com a inserção de macromoléculas e das características cinéticas do processo de agregação e sedimentação. Neste trabalho investigamos o processo de agregação e sedimentação eritrocitária. Para este estudo foram realizados ensaios de VHS (Velocidade de Hemossedimentação) com sangue suíno (hematócrito H de 20%, 25%, 30% e 35%) e absorbância em função do tempo utilizando espectrofotometria UV-Vis em amostras de sangue suíno (hematócrito de 1%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30%) e sangue humano (hematócrito de 1%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30%). . A microestrutura foi investigada por microscopia óptica em amostras de sangue bovino (hematócrito 40%), suíno (hematócrito 1%, 5%, 10%, 30% e 40%) e humano (hematócrito 40%) e amostras de sangue bovino (hematócrito 40%) com adição de fibrinogênio nas concentrações de 5g/L, 10g/L, 20g/L, 25g/L e 30g/L. Os ensaios no Leitor de Microplacas foram realizados para se determinar o comportamento da agregação eritrocitária e sedimentação do sangue em função do hematócrito com e sem adição de fibrinogênio (para o sangue bovino). A microscopia óptica de luz transmitida permitiu realizar uma observação sistemática das microestruturas do sangue sob diferentes condições experimentais e determinar em quais concentrações ocorre agregação eritrocitária no sangue bovino que, naturalmente, não agrega. Os ensaios de VHS indicaram que a sedimentação diminui com o aumento do hematócrito (H); entretanto, nos ensaios de espectrofotometria o fenômeno não é observado. É possível distinguir, com o UV-Vis, quatro regiões no processo: a- Região I onde ocorre a agregação eritrocitária; b- Região II onde ocorre crescimento dos agregados e termina o início da sedimentação; c- Região III onde ocorre a sedimentação da amostra; e d- Região IV, um platô que indica a parte final do processo de sedimentação.Com o Leitor de Microplacas é possível distinguir-se três regiões no processo: a- Região I onde ocorre a agregação eritrocitária; b-Região II onde ocorre à predominância da etapa de sedimentação dos eritrócitos; e c- Região III onde ocorre a sedimentação das partículas menores. A associação entre técnicas ópticas auxilia muito o estudo dos fenômenos de agregação e sedimentação, tornando possível criar parâmetros para quantificar o processo de agregação e sedimentação que facilitem o diagnóstico e o estudo da evolução de patologias que afligem tanto seres humanos como animais.
Estudo da temperatura de transição vítrea (Tg) em vidros orgânicos : mel, corante caramelo e frutose.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Abreu, Wanderson Marinho de; Cardoso, Antônio Valadão
O comportamento térmico de soluções hidratadas de formadores de vidros orgânicos (soluções de corante caramelo, mel e frutose) foi extensivamente investigado usando DSC convencional com foco na ocorrência da transição vítrea e nos fenômenos térmicos nomeados na literatura A e B (antefusão), relacionados à Tg nestes três materiais. O comportamento térmico e o efeito da concentração da água foram similares nas amostras investigadas. A análise de curvas DSC obtidas durante aquecimento, indicou que a transição vítrea nestes materiais pode ou não ser acompanhada por outros eventos térmicos, dependendo da concentração de água: para amostras com baixa concentração deste plastificante, apenas uma transição vítrea; para amostras com teor intermediário, uma transição vítrea seguida por uma exoterma de devitrificação e endoterma de fusão do gelo; para amostras susceptíveis a cristalização no resfriamento, são observados os eventos térmicos A e B seguidos pela fusão do gelo. Durante o recozimento de amostras de mel e frutose com 40% de H2O, foi possível observar a ocorrência de mais de uma transição vítrea nesses materiais. Observou-se que no recozimento, o pico de devitrificação e a transição vítrea das curvas DSC, tornavam-se, após 120 minutos, similares aos eventos térmicos A e B. A variação na taxa de resfriamento e aquecimento para amostras de frutose com 48% alterou drasticamente seu comportamento térmico, quando resfriadas a taxas mais elevadas, sendo observada uma aparente “conversão” dos eventos térmicos A e B, em uma transição vítrea seguida por um pico de devitrificação. Os experimentos de RMN de baixo campo em soluções de mel, revelaram forte influência da concentração de H2O nos tempos de relaxação transversal T2 das soluções desses formadores de vidros. Nas amostras com baixa concentração de água, o valor característico do tempo de relaxação T2, em temperaturas próximas da Tg, obtido por CPMG, correspondeu ao valor limite de mobilidade característico do experimento (~100ms) e foi descrito por uma única população de tempos de relaxação. Nas amostras com maior concentração de água, em especial a que sofre congelamento do solvente (50% H2O), observou-se brusca redução do valor de T2 durante resfriamento, associada ao processo de concentração por congelamento de solvente. Os experimentos RMN não indicaram a existência de variações bruscas nos valores de T2, que pudessem ser associadas à transição vítrea, tanto em experimentos de pulso único, quanto nos experimentos CPMG. Observou-se que, mesmo a temperaturas próximas à transição vítrea, o tempo de relaxação T2 é sensível à concentração de H2O, aumentando com o aumento da concentração do solvente. Nos experimentos de pulso único, realizados em amostras com 8 e 19% de mel, a mobilidade molecular (T2) na faixa de transição vítrea é de 20 a 30 ms, em acordo com o observado para outros materiais, abaixo da Tg. Por RPE, foram estudadas amostras de frutose, com concentração de água entre 20 e 70% e mel, em concentrações de água de 20 e 50%. O estudo da mobilidade molecular por sondas de TEMPO (1-oxyl- 2,2,6,6-tetrametilpiperidina), com base nos parâmetros de constante de acoplamento hiperfina (A´zz) e razão de alturas de linha espectral (I-1/Io e I+1/Io) indicou que os mesmos não sofrem alterações abruptas, na faixa de temperatura em que a transição vítrea é observada. O estudo por RPE indicou, para todas as amostras estudadas, a formação de espectros do tipo “powder” (pó) , característico de ambiente anisotrópico, a temperaturas abaixo de – 50oC, associada à formação de fase sólida. Em amostras menos hidratadas, observou-se que as temperaturas em que os parâmetros de razão de altura de linha espectral de alto campo, tornavam-se nulos, coincidiam com os valores de Tg obtidos em DSC, indicando a perda do movimento rotacional da sonda, característica da formação de domínio anisotrópico. Abaixo da Tg, os espectros do tipo “powder” foram pouco sensíveis à variação de temperatura, indicando a baixa mobilidade das sondas de spin introduzidas nas amostras. Para amostras mais hidratadas (50% H2O), foi observada a formação de estado sólido entre -20 e -30oC, fenômeno associado ao processo de concentração por congelamento. Para as amostras em que a devitrificação foi observada nos experimentos DSC, os espectros RPE apresentaram uma transição, indicando a existência de domínios isotrópicos e anisotrópicos simultaneamente. Esse fenômeno foi interpretado como a existência de domínios com viscosidades distintas, formados durante o resfriamento, pelo processo de concentração por congelamento da amostra. Pelo fato de não ser esperada a existência de TEMPO nos cristais de gelo, o aspecto dos espectros pode indicar a formação de mais de um vidros nestas amostras. Essa informação associada à comparação entre termogramas das amostras de DSC convencional e experimentos de recozimento em amostras com baixo e alto teor de água, produziu evidências de que os eventos térmicos A e B sejam respectivamente, uma transição vítrea e a devitrificação de água residual de um segundo vidro, de Tg mais baixa que A. Tanto A como B poderiam ser afetados por outras Tg, podendo esses eventos ocorrer com formas distintas, em função dessas interações.
Estudo do efeito da hidroxiuréia no mecanismo de gelatinização das suspensões de colágeno e de hemoglobina.
(ALVES, E. D. L. Estudo do efeito da hidroxiuréia no mecanismo de gelatinização das suspensões de colágeno e de hemoglobina. 2014. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2014., 2014) Alves, Ellen Denise Lopes; Cardoso, Antônio Valadão
A hidroxiuréia, antineoplásico potente usado no tratamento de vários tipos de câncer e na síndrome da imunodeficiência adquirida, é um inibidor eficiente na síntese de DNA de células humanas e bacterianas, e também é considerada a principal droga ministrada em pacientes com anemia falciforme. A anemia falciforme é consequência da polimerização da hemoglobina mutante – no seu estado desoxigenado - gerando fibras nanométricas que provocam a gelificação da suspensão de hemoglobina, causando um fenômeno chamado afoiçamento dos eritrócitos do sangue. A hidroxiuréia age na anemia falciforme causando uma diminuição da expressão das moléculas de adesão, aumento da concentração da produção de oxido nítrico e de hemoglobina fetal. A hipótese de estudo deste trabalho baseia-se no fato da hidroxiuréia apresentar um efeito anti-gelificante, dissolve o gel de hemoglobina falciforme, e diminui, portanto, o risco de vaso-oclusão. Para investigar a ação de anti-coagulação da hidroxiuréia foi utilizado o colágeno bovino e hemoglobinas liofilizadas comerciais reticuladas em glutaraldeído em suspensão. As técnicas utilizadas para neste trabalho foram microscopia ótica e eletrônica de varredura, análises térmicas por DSC, reológicas e fotométricas. As imagens obtidas pela microscopia apresentam diferenças estruturais entre os géis à medida que a hidroxiuréia é adicionada, resultados estes que corroboram com os ensaios reométricos e de viscosidade. O método de temperatura modulada do DSC chamado StepScan forneceu características térmicas do comportamento das amostras baseado na mudança de capacidade térmica dos géis sob a adição de hidroxiuréia. Através dos resultados experimentais pôde-se inferir que a adição de hidroxiuréia influencia no processo de gelificação dos géis estudados, portanto, hipoteticamente, possa ter efeito na polimerização de hemoglobina falciforme nos casos de pacientes com anemia falciforme.
Um estudo exploratório de duas técnicas de fabricação de scaffolds de colágeno : microfluídica e sonicação.
(2015) Carvalho, Vinicius de Abreu e; Cardoso, Antônio Valadão
O uso de materiais de origem biologica possui varias vantagens sobre o uso de materiais sinteticos no contexto da Medicina Regenerativa e da Engenharia de Tecidos. A complexidade quimica e nanoestrutural desses materiais produz efeitos notaveis de incentivo a proliferacao celular e ao crescimento tissular. Alem do material propriamente dito, a microgeometria do substrato em que celulas sao cultivadas tem grande importancia nos mecanismos de proliferacao, mobilidade e diferenciacao celular, o que e de suma importancia para o desenvolvimento dos tecidos. O controle da geometria e desejavel para a que se possa influenciar, ainda que indiretamente, as propriedades dos tecidos cultivados. Foi estudada a influencia da viscosidade de solucoes polimericas de colageno – um biomaterial amplamente usado na Engenharia de Tecidos – na eficiencia da tecnica de fabricacao de scaffolds atraves do emprego de dispositivos microfluidicos. Foram preparadas solucoes de colageno bovino de tipo I em Acido Acetico e essas amostras foram caracterizadas quanto a concentracao e pH. Variacoes de tais amostras foram fabricadas – de concentracao 2%, 7%, 15% e 30%, e de pH variando entre 1 e 10 – e foram executados ensaios reologicos de medicao de viscosidade por taxa de cisalhamento constante em viscosimetro de cone?placa. Foi observada uma intensa variacao na viscosidade entre as amostras de concentracoes diferentes, mas mais especialmente pronunciada entre as amostras de 15% e 30%. Nas amostras em que o pH foi modificado tambem foi observado aumento de viscosidade, ainda que menos intenso que o detectado no ensaio com variacao na concentracao. O aumento de viscosidade ocorreu especialmente na faixa de pH entre 4 e 5, sendo esses os valores de pH em que o material se mostra mais morfologicamente estavel. Foram explorados tambem metodos e materiais variados na fabricacao de dispositivos microfluidicos, visando reduzir o custo de implementacao dessas ferramentas tao versateis. Foi possivel concluir que a resolucao de fabricacao necessaria para que o dispositivo trabalhe em regime microfluidico e mais facilmente alcancavel do que e deduzivel pela literatura, porem o controle de fluxo dentro dos canais requer bombas e reguladores de pressao de alta resolucao, o que faz com que os custos de operacao da tecnica ainda sejam relativamente elevados. Adicionalmente, foi desenvolvida uma tecnica de fabricacao de espumas por sonicacao e reticulacao rapida, e os scaffolds resultantes foram analisados por microscopia eletronica quanto a morfologia, interconexao e dimensoes dos poros. A concentracao de surfactantes na solucao sonicada tambem foi considerada. Os resultados evidenciam que a sonicacao permite um controle menor da morfologia do que a tecnica microfluidica, porem consegue um controle maior do que outras tecnicas de baixo custo, evidenciando uma relacao custo beneficio superior.
Influência da carga circulante do pelotamento na qualidade física das pelotas cruas e queimadas da Samarco Mineração.
(2007) Nunes, Sérgio Fernando; Vieira, Cláudio Batista; Goulart, Cláudio Luís; D'Abreu, José Carlos; Goulart, Cláudio Luís; Cardoso, Antônio Valadão
A Samarco Mineração S/A lavra, beneficia e pelotiza concentrados de minérios itabiríticos hematíticos hidratados das jazidas do Complexo de Alegria localizadas no município de Mariana-MG. O teor de hematita especular é muito importante para o processo de pelotização da empresa, pois influencia fortemente nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas. Quanto maior o teor de hematita especular melhor são os parâmetros de qualidade física das pelotas cruas e queimadas. Devido ao baixo teor de hematita especular presente no pellet feed hematítico hidratado, a empresa investiu fortemente na etapa de formação das pelotas cruas, através da implantação da prensa de rolos, redução do teor de umidade, redução da altura de queda durante transporte das pelotas cruas, controle automático da operação dos discos e redução da granulometria da carga circulante do pelotamento. No presente estudo foi realizada uma investigação da influência do teor de hematita especular e do percentual e granulometria da carga circulante nos parâmetros de qualidade física das pelotas cruas. Foram executados testes exploratórios em escala industrial e de laboratório com o objetivo de avaliar o melhor teor de umidade e área superficial específica do pellet feed e carga circulante que foram utilizados nos testes principais. Posteriormente, foi feito o projeto de experimentos em escala piloto, que foi constituído de três fatores em dois níveis com ponto central e réplica. Os fatores foram; teor de hematita especular (baixo e alto teor), granulometria e percentual de carga circulante na alimentação do disco piloto (granulometria fina e grosseira, 10% e 30% para o percentual). Os testes consistiram em ensaios de pelotamento e queima no pot grate da Samarco. A resistência a compressão a úmido e a seco, diâmetro médio e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliadas para as pelotas cruas. A resistência a compressão, índice de tamboramento e abrasão, porosidade e bulk density, foram os parâmetros de qualidade física avaliadas para as pelotas queimadas. O parâmetro percentual de pelotas nucleadas queimadas foi também avaliado. Conclui-se que o melhor teor de umidade e área superficial específica do pellet feed, está relacionado com a maior resistência à compressão a seco das pelotas cruas. A carga circulante é constituída de micropelotas e microaglomerados com teor de umidade menor em comparação com o pellet feed. Estas micropelotas e microaglomerados transformam-se em agentes nucleadores promovendo assim uma maior formação de pelotas nucleadas. Estes núcleos mais secos dificultam a formação de pontes líquidas durante a formação das pelotas cruas, aumentando assim a porosidade em sua superfície. Análises de microscopia ótica e testes de microdureza comprovaram esta maior porosidade na superfície do núcleo. Esta maior porosidade fragiliza a pelota queimada contribuindo para diminuição das propriedades físicas. Portanto, conclui-se quanto menor a granulometria e o percentual de carga circulante melhor serão as qualidades físicas das pelotas cruas e queimadas. A hematita especular promove maior quantidade de pontos de contato entre as partículas favorecendo a formação de pontes líquidas. Uma vez formadas em maiores quantidades, melhor será o empacotamento das partículas que promoverá melhor qualidade física das pelotas cruas e queimadas.
Influência da temperatura, pressão, produção e granulometria no processo de secagem das pelotas cruas.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Matos, Alexandre Portilho; Cardoso, Antônio Valadão
Neste trabalho, investigou-se a capacidade de um modelo estatístico em evidenciar interações entre as variáveis e ajudar na compreensão do processo de secagem de pelotas de minério de ferro. As variáveis estudadas foram pressão, temperatura, produção e granulometria da pelota crua. Um projeto de experimento foi desenvolvido para determinar as interações entre as variáveis estudadas para a otimização do processo de secagem. O experimento foi dividido em duas etapas: secagem ascendente e secagem descendente. A secagem ascendente foi divida em dois blocos, com a granulometria das pelotas cruas avaliadas em separado. Depois de realizado e otimizado a etapa da secagem ascendente, o melhor resultado desta etapa serviu de base para a etapa de secagem descendente. A etapa de secagem descendente foi avaliada somente com pelotas na granulometria heterogênea. Foi constatado que alterações nas variáveis, pressão, temperatura, produção e granulometria das pelotas cruas causam um efeito significativo no processo de secagem ascendente e descendente. Por sua vez, algumas variáveis do processo de secagem como permeabilidade do leito e umidade ideal, que não foram consideradas como parâmetros neste estudo, também influenciam os resultados finais do experimento. Verificou-se também, que a variável pressão, exerce uma influência significativa na redução da umidade no processo de secagem ascendente pelotas homogêneas e heterogêneas. Em compensação, há um efeito negativo, que é a redução na resistência mecânica das pelotas cruas e secas. Foi ainda constatado que o fator produção exerce uma influência significativa na redução da umidade nas três camadas de pelotas cruas durante a secagem descendente de pelotas heterogêneas.
Propriedades de biocerâmicas porosas de fosfato de cálcio obtidas com matérias-primas de origem orgânica e sintética.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2007) Vaz, Gerson José de Oliveira; Cardoso, Antônio Valadão
Cerâmicas de fosfatos de cálcio para reparo de tecido ósseo é são uma opção de para a recuperação funcional do osso. Neste trabalho, as sinterizações de misturas prensadas de fosfato de cálcio, carbonatos alcalinos e outros materiais possibilitaram a produção de pastilhas cerâmicas com tamanho adequado de poros interconectados que, quando utilizados como suportes (scaffolds) para cultura de célula, permitam a vascularização e facilitem o crescimento e reprodução de células do tecido ósseo. Os fosfatos de cálcio utilizados como composto químico principal das cerâmicas foram obtidos pela calcinação de osso bovino ou são de origem comercial. Porosimetria de mercúrio, fluorescência de raios - X, difração de raios – X, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), medidas de pH e a avaliação da resposta celular in vitro através de testes de citotoxidade foram as técnicas de caracterização aplicadas nesta investigação. A técnica de sinterização para se produzir cerâmicas pelo processo de sinterização por fase líquida teve como resultado amostras com poros interconectados com tamanho médio aproximado de 120 μm. Os carbonatos (especialmente o Li2CO3) utilizados como matérias-primas auxiliam na formação de fase líquida durante a sinterização e na produção de gases que facilitam a formação da estrutura porosa da cerâmica.
Reologia e microestrutura na estabilização de suspensões concentradas de Al2O3.
(Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2003) Silva, José Geraldo da; Cardoso, Antônio Valadão
Produtos cerâmicos provenientes de suspensões concentradas de Al2O3necessitam que as mesmas sejam estabilizadas para que possam atender às crescentes exigências de performance. As suspensões estudadas neste trabalho são, usualmente, empregadas na obtenção de folhas cerâmicas pelo processo de colagem de folhas cerâmicas (Tape Casting). Partículas, quando em suspensão, desenvolvem cargas superficiais. Quando estas partículas entram em choque umas com as outras pode acontecer o fenômeno da agregação, gerando estruturas floculadas que aprisionam água em seu interior, o que resultaria num produto final poroso e conseqüentemente de baixa resistência mecânica e até mesmo química. Estabilizar uma suspensão concentrada é fazer com que a resultante entre as forças atrativas de van der Waals e as forças repulsivas, entre duplas camadas elétricas igualmente carregadas ou decorrentes da adiçãode material polimérico na superfície das partículas, seja repulsiva. Os parâmetros de avaliação da estabilidade das suspensões concentradas de Al2O3, aqui utilizados, foram o potencial zeta e a viscosidade. Foram, também, propostos novos parâmetros, a saber: 1) estruturas milimétricas, 2) microestruturas e 3) histerese nas curvas de viscosidades. Neste trabalho foram feitas suspensões concentradas de Al2O3que variavam de 40% a 70%, em volume de sólidos. Para cada suspensão, variava-se a concentração do dispersante Dispex A40 e, então, realizava-se uma análise da estabilidade da mesma, baseada nos parâmetros citados acima. Em cada amostra de suspensão, uma análise em conjunto de todos os parâmetros, revelava, na média, coerência entre os mesmos. Porém, uma análise baseada num único parâmetro parece ser insuficiente para qualificar a estabilidade de uma suspensão.
Síntese e caracterização de nanotubos de haloisita a partir de argilominerais presente em rejeitos de mineração de ferro.
(2019) Gonçalves, Manoel Vítor Borel; Cardoso, Antônio Valadão; Parreira, Fabrício Vilela; Cardoso, Antônio Valadão; Dutra, Flávio de Castro; Vieira, Cláudio Batista; Parreira, Fabrício Vilela
A crescente demanda mundial por minério de ferro e a viabilização da lavra de minérios de mais baixa qualidade tem motivado estudos que visam o reaproveitamento dos materiais contidos nos rejeitos de mineração de ferro (RMF). Em geral, a composição mineralógica dos RMF é: hematita, goethita, gibbsita, muscovita, quartzo e caulinita. A caulinita é um argilomineral pertencente ao grupo do caulim e ocorre em forma de placas planas. A caulinita pode ser submetida ao processo de intercalação que é usado como estratégia para expandir o espaço intercamadas de argilominerais. Os métodos de intercalação e delaminação da caulinita são amplamente utilizados para obtenção de nanotubos de aluminossilicatos com estrutura semelhante à haloisita. A intercalação, delaminação e enrolamento das camadas planas de caulinita podem ser realizadas por métodos em uma etapa, onde a intercalação e inchamento ocorrem ao mesmo tempo, ou duas etapas, onde a intercalação e inchamento ocorrem separadamente. Haloisita nanotubular (HNT) é a morfologia mais comum de ocorrência do argilomineral haloisita que pertence ao grupo do caulim e, semelhante à caulinita trata-se de um filossilicato onde cada camada é formada por uma folha octaédrica de alumina e uma folha tetraédrica de sílica, em uma razão estequiométrica 1:1. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o uso da caulinita presente no RMF na síntese de estruturas nanotubulares semelhantes à HNT. Amostras de caulim (Standard Amazon), caulinita e haloisita de elevada pureza obtidas comercialmente foram usadas como materiais de referência. Neste estudo, a segregação da caulinita foi realizada por meio da lixiviação ácida do RMF. Três etapas foram rigorosamente controladas para que o procedimento sintético ocorresse de maneira efetiva: pré-intercalação da caulinita utilizando dimetilsulfóxido; obtenção da caulinita metóxi-modificada; intercalação da metóxi-caulinita com moléculas orgânicas adequadas. Cloreto de cetiltrimetilamônio e Brometo de cetiltrimetilamônio foram utilizados para sintetizar nanotubos de aluminossilicato pelo método de uma etapa. Hexilamina foi utilizada para o procedimento em duas etapas. Resultados de difração de raios-X mostraram que as amostra de referência e a amostra da fração insolúvel em ácido do RMF eram compostas essencialmente por caulinita. A lixiviação mostrou-se eficiente para concentrar a caulinita, variando de 9,7% de caulinita no RMF para 56% no produto segregado. Os procedimentos de pré-intercalação se mostraram muito promissores em intervir na estrutura da caulinita, em que o valor de 𝑑001 aumentou de 7,09Å para 11,40Å no produto pré-intercalado, sem evidência de perda de cristalinidade. Os resultados da espectroscopia Mössbauer indicaram a ocorrência de Fe3+ estrutural na caulinita em todas as amostras utilizadas como matéria prima. Aparentemente a presença desses íons não interferiu no processo sintético. Por outro lado, o Fe2+ identificado na caulinita da Amazônia afeta diretamente os processos de intercalação e alteração morfológica. Imagens de MEV FEG indicaram a transformação morfológica da caulinita planar para nanotubos de caulinita semelhantes a haloisita padrão. Entretanto, a formação de estruturas nanotubulares se mostrou dependente não apenas dos procedimentos de modificação intercamadas da caulinita, mas também do tipo de espécie convidada e do tamanho de partícula do argilomineral utilizado como matéria prima.
Suporte cerâmico para imobilização de basidiomicetos em biorremediação de solos.
(2004) Compart, Luciana Cristina Amaral; Cardoso, Antônio Valadão; Machado, Kátia Maria Gomes
Entre os compostos sintéticos mais poluentes, podemos citar os organoclorados. A vida extremamente longa desses compostos, em ambientes naturais, amplifica a sua toxicidade e os problemas de riscos à saúde humana. No Brasil, fungos basidiomicetos estão sendo avaliados para a biorremediação de solos contaminados com organoclorados empregando-se biorreatores com 400kg de solo. Na etapa da inoculação ocorre perda de 70% da viabilidade do inóculo, devido ao atrito ocasionado pela mistura do micélio ao solo. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar um suporte para a imobilização do inóculo fúngico, visando diminuir o atrito e manter a viabilidade do inóculo. Dentre as diversas matérias-primas avaliadas (bucha vegetal, compósito celulose/caramelo, pó de ardósia e de alumina) foi selecionado o pó de ardósia. A forma de esfera oca (de ~16mm, ~22mm e ~49mm de diâmetro) foi considerada a mais apropriada para a elaboração dos suportes. A densidade real da ardósia estudada foi de 2,70g/cm3. As barbotinas (suspensão de pó de ardósia em água) nas concentrações de sólido de 40% e 50% v/v foram analisadas quanto à viscosidade e ao potencial Zeta, sendo a concentração de 40% v/v a que apresentou menor viscosidade e maior valor de potencial Zeta. A sinterização foi realizada nas temperaturas de 850°C, 950°C, 1000°C, 1050°C e 1070°C. O produto sinterizado foi analisado por difração de Raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), e porosidade por intrusão de mercúrio (PIM). O DRX mostrou que as fases presentes no pó de ardósia são quartzo, clorita, moscovita e albita, enquanto nas peças sinterizadas a 1050°C são quartzo, microclínio e albita. A temperatura de 1050°C é a mais indicada para a sinterização dos suportes cerâmicos, porque permite a obtenção dos suportes com porosidade menor que 1%, sem que ocorra a deformação dos mesmos. A imobilização de Psilocybe castanella CCB444 foi realizada por meio da inoculação de discos de crescimento obtidos em meio agar extrato de malte (MEA) nos suportes contendo o substrato lignocelulósico, previamente esterilizado. Os suportes colonizados foram incubados a 28°C. A biomassa fúngica foi estimada pela quantificação do ergosterol (conversão ergosterol-biomassa). O crescimento exponencial de P. castanella, imobilizado nos suportes, foi observado a partir do 14° dia. As atividades de fenoloxidases e de lacases foram determinadas em diferentes tempos de cultivo, empregando-se metodologias padronizadas. Estas atividades foram detectadas a partir do quinto dia de crescimento do inóculo imobilizado. Os suportes colonizados foram submetidos a teste de eficiência mecânica em moinho (75rpm), contendo areia grossa. O desgaste dos suportes, determinado por avaliação visual antes e após o teste, não foi influenciado pelo tamanho da esfera, nem pelo tempo de duração do ensaio. O teste de viabilidade consistiu em colocar o suporte (na proporção de 3%) no moinho contendo areia, por 45’ a 75rpm, e determinar a biomassa fúngica e as atividades enzimáticas, antes e após o ensaio. O inoculo não imobilizado também foi avaliado. O fungo imobilizado no suporte cerâmico teve uma perda de atividade enzimática de 5%, enquanto para o fungo não imobilizado esta perda foi de 88%. Os resultados evidenciaram o potencial dos suportes cerâmicos, produzidos com o pó de ardósia, para imobilização de inóculo fúngico, visando sua utilização em processos de biorremediação de solos.
Ultrastructure of the gill ciliary epithelium of Limnoperna fortunei (Dunker 1857), the invasive golden mussel.
(2022) Freitas, Erico Tadeu Fraga; Moreira, Amanda Maria Siqueira; Paula, Rayan Silva de; Andrade, Gabriela Rabelo; Carvalho, Marcela David de; Assis, Paulo Santos; Jorge, Erika Cristina; Cardoso, Antônio Valadão
Background: Limnoperna fortunei is a freshwater bivalve mollusc originally from southern Asia that invaded South America in the 1990’s. Due to its highly efcient water pumping and fltering, and its capacity to form strong adhe- sions to a variety of substrates by byssus thread, this invasive species has been able to adapt to several environments across South America, causing signifcant ecological and economic damages. By gaining a deeper understanding of the biological and ecological aspects of L. fortunei we will be able to establish more efective strategies to manage its invasion. The gills of the mollusc are key structures responsible for several biological functions, including respiration and feeding. In this work, we characterized the ultrastructure of L. fortunei gills and its ciliary epithelium using light microscopy, transmission and scanning electron microscopies. This is the frst report of the morphology of the epithe- lial cells and cilia of the gill of L. fortunei visualized in high resolution. Results: The analysis showed highly organized and abundant ciliary structures (lateral cilia, laterofrontal cirri and fron- tal cilia) on the entire length of the branchial epithelium. Mitochondria, smooth endoplasmic reticulum and glycogen granules were abundantly found in the epithelial cells of the gills, demonstrating the energy-demanding function of these structures. Neutral mucopolysaccharides (low viscosity mucus) were observed on the frontal surface of the gill flaments and acid mucopolysaccharides (high viscosity mucus) were observed to be spread out, mainly on the lateral tract. Spherical vesicles, possibly containing mucus, could also be observed in these cells. These fndings demonstrate the importance of the mucociliary processes in particle capture and selection. Conclusions: Our data suggest that the mechanism used by this mollusc for particle capture and selection could contribute to a better understanding of key aspects of invasion and also in the establishment of more efcient and economically viable strategies of population control.