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Tchê Química
Volume 08 - Número 15 - 2011 ISSN 2179-0302
Órgão de divulgação científica e informativa
www.periodico.tchequimica.com
PERIÓDICO
Tchê Química
Volume 08 – Número 15 – 2011
ISSN 2179 - 0302
Órgão de divulgação científica e informativa.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Periódico Tchê Química: órgão de divulgação científica e informativa [recurso
eletrônico] / Grupo Tchê Química – Vol. 1, n. 1 (Jan. 2004)- . – Porto Alegre: Grupo
Tchê Química, 2005 - Semestral.
Sistema requerido: Adobe Acrobat Reader.
Modo de acesso: World Wide Web:
<http://www.tchequimica.com>
<http://www.tchequimica.tk>
Descrição baseada em: Vol. 5, n. 10 (ago. 2008).
ISSN 1806-0374
ISSN 1806-9827 (CD-ROM)
1. Química. I. Grupo Tchê Química.
CDD 540
Bibliotecário Responsável
Ednei de Freitas Silveira
CRB 10/1262
Periódico Tchê Química. Vol. 8 - N. 15 – JAN/2011. Porto Alegre – RS. Brasil.
Índice 1
PERIÓDICO
Tchê Química
Volume 08 – Número 15 – 2011
ISSN 2179 - 0302
Órgão de divulgação científica e informativa.
Comissão Editorial
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Luis Alcides Brandini De Boni,
[email protected]
Eduardo Goldani,
[email protected]
Ednei de Freitas Silveira
– Bibliotecário Responsável
Dr. Francisco José Santos Lima,
[email protected] , Brasil, UFRN.
Dr. Carlos Eduardo Cardoso,
[email protected], Brasil, USS.
Dr. Sérgio Machado Corrêa,
[email protected], Brasil, UERJ.
Conselho de Alto Nível
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Dr. Lavinel G. Ionescu,
[email protected] , Brasil, RS.
Dra. Mônica Regina da Costa Marques,
[email protected], Brasil, UERJ.
Dr. José Carlos Oliveira Santos,
[email protected], Brasil, UFCG.
Dr. Alcides Wagner Serpa Guarino,
[email protected] ,Brasil, UNIRIO.
Dr. João Guilherme Casagrande Jr,
[email protected], Brasil, EMBRAPA.
Dr. Murilo Sérgio da Silva Julião,
[email protected], Brasil, UVA
Me. César Luiz da Silva Guimarães,
[email protected], Brasil, FIMCA.
Me. Daniel Ricardo Arsand,
[email protected] , Brasil, UNICRUZ.
Me. Walmilson de Oliveira Santana,
[email protected] , Brasil, UFAL.
Me. Marcello Garcia Trevisan,
[email protected], Brasil, UNICAMP.
Dra. Roseli Fernandes Gennari,
[email protected], Brasil, USP.
Dra. Denise Alves Fungaro,
[email protected], Brasil, IPEN.
Me. Márcio von Mühlen,
[email protected], EUA, MIT.
Me. Rodrigo Brambilla,
[email protected], Brasil, UFRGS.
Masurquede de Azevedo Coimbra,
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Me. Aline Maria dos Santos ,
[email protected], SP.
Me. Gabriel Rubensam,
Me. Élcio Jeronimo de Oliveira,
[email protected], Brasil, CTA.
Me. Moisés Rômolos Cesário,
[email protected], Brasil, UFRN.
Me. Danyelle Medeiros de Araújo Moura,
[email protected], Brasil, UFRN.
Periódico Tchê Química
ISSN - 1806-0374 (Print)
ISSN - 1806-9827 (CD-ROM)
ISSN - 2179-0302 (Online)
Divulgação on-line em
http://www.periodico.tchequimica.com
http://www.journal.tchequimica.com
http://www.tchequimica.com
Esta revista é indexada e resumida pelo CAS, DOAJ e
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This journal is indexed and summarized by CAS, DOAJ and
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* CAS (Chemical Abstracts Service, a division of the
American Chemical Society.)
* DOAJ (Directory of Open Access Journals)
Missão
Publicar artigos de pesquisa científica que versem sobre a
Química e ciências afins.
A responsabilidade sobre os artigos é de exclusividade dos
autores.
Solicitam-se alterações, quando necessário.
Correspondências
Rua Coronel Corte Real, 992/23.
Porto Alegre – RS. Brasil.
Bairro Petrópolis. CEP: 90630-080
Telefone: (0-xx-51) 9154-2489.
www.periodico.tchequimica.com
[email protected]
Índice 2
Índice
Agenda - 5
Instruções para publicação / Instructions for publications - 6
Notas rápidas – 6
Artigo / Article
Artigo / Article
MARTINS, D. F. F.; MOURA, M. F.
V.; SOUZA, L.; CAMACHO, R. G.
V.; SILVA, A. G.; ROCHA, L. N. G..
SILVA, L. G.
DETERMINAÇÃO DE
NITROGÊNIO TOTAL E
PROTEÍNA BRUTA EM
EICHHORNIA CRASSIPES
PRESENTES NO RIO APODI /
MOSSORÓ - RN.
PADRÃO DE COLORAÇÃO E
CARACTERES
MORFOLÓGICOS EXTERNOS
DA FAMÍLIA
DENDROBATIDAE (POISON
FROGS) COMO FERRAMENTA
DE INFERÊNCIA
FILOGENÉTICA
UFRN
PUCRS
Página – 7
Página - 14
Artigo / Article
Artigo / Article
VIDAL, C. M. C.; CORRÊA, S. M.
DE BONI, L. A. B.; SILVA, I. N. L.
ESTUDO DE DISPERSÃO DE
PLUMAS EM UM COMPLEXO
INDUSTRIAL
CONTRIBUIÇÕES DA
GEOMETRIA NÃO EUCLIDIANA
NA PRODUÇÃO DE FLUIDOS
COMBUSTÍVEIS SINTÉTICOS
UERJ
PUCRS
Página – 34
Página – 21
Artigo / Article
Artigo / Article
CESÁRIO, M. R.; MOURA, D. M.
A.; MACEDO, D. A.; LIMA, C. B.
A.
AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE DA
ENZIMA POLIFENOLOXIDASE
E INTERCALAÇÃO DO
FOSFATO DE CÁLCIO COM
HIDRÓXIDO DE
TETRABUTILAMÔNIO
UFRN
Página – 41
NOGUEIRA, J. P. A.;
CARVALHO, A. D.; MARTINEZHUITLE, C. A.; FERNANDES, N.
S.
AVALIAÇÃO DA ADSORÇÃO
DE ÍONS COBRE NA PERLITA
EMPREGANDO A
VOLTAMETRIA DE PULSO
DIFERENCIAL COM
ELETRODO DE CARBONO
VÍTREO MODIFICADO COM
QUITOSANA
UFRN
Página – 47
Índice 3
Artigo / Article
Artigo / Article
LIMA, F. J. S.; SILVA, A. O.;
BRITO, Y. L.; SOUZA, F. L.
C.
ESTUDO DE PARÂMETROS
DE REATIVIDADE
MOLECULAR EM REAÇÕES
DE ADIÇÃO DE
HALOGENIDRETOS AO
ETENO
SILVA, A. L.; MARTINS, G. S.
V.; BARBOSA, R. C. A.;
MENDES, A. M. B.; COELHO,
L. F. O.
A PRESENÇA DO BIODIESEL
NOS LIVROS DIDÁTICOS DE
QUÍMICA DO ENSINO MÉDIO
UFCG
UFRN
Página - 65
Página - 54
Índice 4
Agenda
4º Simpósio Nacional de Biocombustíveis
Data: 11 e 12 de abril de 2011
Local: Rio de Janeiro/RJ – BRASIL
Realização:
Associação Brasileira de Química
Informações: http://www.abq.org.br/cbq/
E-mail: [email protected]
Telefone: (0XX21) 2224-4480
Fax: (0XX21) 2224-6881
9° Simpósio
Química
Brasileiro
de
da
International Workshop on Genomics of
Health and Diseases
Data: 12 a 15 de março de 2011
Local: Natal/RN – BRASIL
Informações:
http://www.sbg.org.br/Eventos/MeetingGenomics/inde
x.htm
IV Conferência Regional sobre Mudanças
Globais: o Plano Brasileiro para um
Futuro Sustentável
Data: 04 a 07 de abril de 2011
Local: São Paulo/SP – BRASIL
Informações:http://www.acquaviva.com.br/sisconev/in
dex.asp?Codigo=103,5
11º
COTEQ
–
Conferência
Tecnologia de Equipamentos
sobre
Data: 10 a 13 de maio de 2011
Local: Porto de Galinhas – Ipojuca/PE – BRASIL
Informações:http://www.abende.org.br/FrmEventoMan
.php?evt_codigo=380
Data: 29 a 30 de junho de 2011
Local: São Paulo/SP – BRASIL
Informações: http://www.abraman.org.br/
sobre
Local: Enotel Resort&Spa Porto de Galinhas
Rodovia PE-09 Gleba 6 BA
Porto de Galinhas – Ipojuca/PE – BRASIL
Realização:
IBP (Instituto Brasileiro de Petróleo e
Gás)
Informações: http://www.ibp.org.br/main.asp
Sociedade 1° Congresso Brasileiro de CO 2
Indústria
do
Petróleo,
Gás
Biocombustíveis
Local: Florianópolis/SC – BRASIL
Realização:
Sociedade Brasileira de Química
Informações: http://www.sbq.org.br/34ra/
Telefone: +55(11)3032-2299
Fax: +55(11)3814-3602
VIII Congresso Nacional
Ambiente de Poços de Caldas
Seminário Internacional de Manutenção
Educação 11ª
COTEQ
(Conferência
Tecnologia de Equipamentos)
Data: 17 a 19 de julho de 2011
Local: Natal/RN – BRASIL
Realização:
Associação Brasileira de Química
Informações: http://www.abq.org.br/cbq/
E-mail: [email protected]
Telefone: (0XX21) 2224-4480
Fax: (0XX21) 2224-6881
34ª Reunião Anual
Brasileira de Química
Local: Poços de Caldas/MG – BRASIL
Informações:http://www.meioambientepocos.com.br/pr
ograma.asp
de
Meio
na
e
Data: 18 a 20 de abril de 2011
Local: Rio de Janeiro/RJ – BRASIL
Hotel Sofitel Rio de Janeiro Copacabana
Avenida Atlântica 4240 - Copacabana
Telefone.: (55 21) 2525-1235
Realização:
IBP (Instituto Brasileiro de Petróleo e
Gás)
Informações: http://www.ibp.org.br/main.asp
IV Seminário sobre Tecnologias Limpas
Data: 08 e 09 de junho de 2011
Local: Porto Alegre/RS – BRASIL
Salão de Atos 2 UFRGS
Telefone.: (55 21) 2277-3900
Realização:
ABES (Associação Brasileira de
Engenharia Sanitária e Ambiental)
Informações:
http://www.abesrs.org.br/tecnologias2011/
3º Seminário Regional Sudeste de
Resíduos Sólidos & IX Sesma- Seminário
Estadual sobre Saneamento e Meio
Ambiente
Local: Vila Velha/ES – BRASIL
Centro de Convenções
Telefone.: (55 21) 2277-3900
Realização:
ABES (Associação Brasileira de
Engenharia Sanitária e Ambiental)
Informações:
http://www.abesrs.org.br/tecnologias2011/
Índice 5
Instruções para publicação
Instructions for publications
Artigos originais devem ser enviados por meio
eletrônico para o endereço disponibilizado no site da
revista. Deve ser utilizado o template disponibilizado
no site (.DOC; .ODT; DOCX).
Original papers should be sent electronically
to the address provided on the journal's website. The
template available on the site should be used (.DOC;
.ODT; DOCX).
Notas rápidas
MOVIE REVIEW
Tropa de Elite 2 possui uma história muito bem elaborada, a
trama conquista corações e mentes ao longo do filme. A ficção se
confunde com a realidade e parece impossível separar o que faz
parte da história daquilo que é fato. A qualidade do som e das
imagens é espetacular. Quem assistiu provavelmente torce pela
continuação do filme, e é complicado decidir qual dos filmes é mais
bem elaborado, T.E. 1 ou T.E. 2.
Tropa de Elite 2 (Elite Squad 2) has a very well thought out story,
the plot won hearts and minds throughout the movie. The fiction
merges with reality and it seems impossible to separate what is part of
the history of what is fact. The quality of sound and images is
spectacular. Anyone who watched is probably waiting for the
continuation of the movie, and it's difficult to decide which movie is
better T.E. 1 or T.E. 2.
Luis De Boni
BOOK REVIEW
Após algum tempo de procura encontrei uma tradução em Português do clássico livro “Os
Elementos” de Euclides, traduzido para o Português Brasileiro por Irineu Bicudo. Já tinha tido o
prazer de ler a tradução para o Inglês moderno, a partir do Grego, disponibilizada por Richard
Fitzpatrick. Tendo em vista a importante contribuição deste livro para a estrutura da moderna
civilização Brasileira, o mesmo é leitura obrigatória. No inicio, a leitura pode parecer um pouco
estranha ou desconfortável, ler em Português este clássico é ótimo. A qualidade da obra não permite
que o livro não seja apreciado. Este livro é presença fundamental em qualquer biblioteca do Brasil.
Luis De Boni.
Índice 6
DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO TOTAL E PROTEÍNA BRUTA EM
EICHHORNIA CRASSIPES PRESENTES NO RIO APODI / MOSSORÓ - RN.
DETERMINATION OF TOTAL NITROGEN AND CRUDE PROTEIN IN EICHHORNIA CRASSIPES
PRESENTS IN RIVER APODI / MOSSORÓ - RN.
MARTINS, Daniel Freitas Freire1; MOURA, Maria de Fátima Vitória2; SOUZA, Luiz Di3; CAMACHO,
Ramiro Gustavo Valera4; SILVA, Alriberto Germano5; ROCHA, Lamarck do Nascimento Galdino6.
1,2
Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, Campus Universitário Lagoa Nova, CEP 59072-970 Caixa Postal - 1524, Natal - RN - Brasil
* e-mail: [email protected]
3, 4, 5, 6
Universidade do Estado do Rio Grande do Norte – UERN, BR 110 – Km 46 – Rua Prof. Antônio Campos,
s/n – Bairro Costa e Silva, CEP: 59.633.010 – Caixa Postal 70 – Mossoró – RN – Brasil.
Received 06 January 2010; received in revised form 08 April 2010; accepted 14 June 2010
RESUMO
As macrófitas aquáticas absorvem do meio grande quantidade de nutrientes essenciais ou não ao seu
desenvolvimento. O objetivo deste trabalho foi determinar a quantidade de nitrogênio total [EMBRAPA, 1999] e
o teor de proteína bruta [Boyd, 1970] presente em macrófitas aquáticas da espécie Eichhornia crassipes,
relacionando os valores obtidos com a variabilidade temporal. A partir dos resultados de área foliar (23,17;
67,21; 88,59 e 100,29 cm2), nitrogênio total (4,4088; 3,1649; 2,1241 e 1,5256 g/100g) e proteína bruta
(27,5549; 19,7805; 13,2755 e 9,5351 g/100g), pode-se concluir que os níveis de nitrogênio total e proteína
bruta diminuem ou mantêm-se constantes com o crescimento da planta. Desta forma, as plantas menores são
as que apresentam maiores concentrações destes nutrientes.
Palavras-chave: Absorção de nutrientes; Plantas aquáticas; Variabilidade temporal.
ABSTRACT
The aquatic macrophytes absorbs from the environment a large amount of nutrients, whether essential
or not to its development. The objective of this study was to determine the amount of total nitrogen [EMBRAPA,
1999] and crude protein [Boyd, 1970] present in aquatic macrophytes of species Eichhornia crassipes linking
the values obtained with the temporal variability. According to the results of leaf area (23.17; 67.21; 88.59 e
100.29 cm2), total nitrogen (4.4088; 3.1649; 2.1241 e 1.5256 g/100g) and crude protein (27.5549; 19.7805;
13.2755 e 9.5351 g/100g), can be concluded that the total nitrogen levels and crude protein decrease or remain
constant with the growing of the plant. Thus, the smaller plants have higher concentrations of these nutrients.
Keywords: Absorption of nutrients; Aquatic plant; Temporal variability.
Índice 7
Introdução
Água limpa e de boa qualidade é um pro
duto precioso, em especial, no semi-árido brasi
leiro onde este recurso é escasso. No estado do
Rio Grande do Norte, a Bacia Hidrográfica do Rio
Apodi/Mossoró tem um curso de 210 km de ex
tensão, ocupa aproximadamente 14.276 km2
(26,8% do Estado), possui vazão de cerca de
360 milhões de m3/ano, e destaca-se como o
mais importante recurso hídrico superficial de
toda a região oeste-potiguar [Martins et al.,
2008a].
Este rio desempenha papel chave no de
senvolvimento econômico da região, fato que
pode ser constatado pelas atividades agrícolas
em suas margens, pelas micro-empresas ribeiri
nhas, pela pesca e outras atividades econômi
cas, sendo todas elas comuns em locais onde há
o descarte de efluentes sem tratamento adequa
do [Martins et al., 2008b].
Há algum tempo vem se tentando desen
volver métodos mais eficazes de despoluição de
ambientes aquáticos. As macrófitas aquáticas,
por necessitarem de altas concentrações de nu
trientes para seu desenvolvimento, são estuda
das para recuperação de rios e lagos poluídos,
efluentes provenientes de indústrias têxteis, car
cinicultura e diversos outros materiais poluentes
[Mauro et al., 1999; Lin et al., 2002; Dinardi et al.,
2003; Henry-Silva & Camargo, 2008].
No entanto, a utilização destas plantas
em ambientes muito contaminados e sem a apli
cação de um manejo adequado, pode trazer di
versos prejuízos aos usos múltiplos de rios, lagos
e represas, dificultando a navegação e a capta
ção de água, prejudicando a geração de energia
elétrica, comprometendo as atividades de lazer,
bloqueando o fluxo de água em canais de irriga
ção e contribuindo para a diminuição de oxigênio
dissolvido na água, podendo causar a eutrofiza
ção do corpo aquático [Velini et al., 2005; Carva
lho et al. 2005; Negrisoli et al., 2006; Henry-Silva
et al., 2008].
Estudos das absorções de nitrato, por cin
co espécies de macrófitas (Pharagmites austra
lis, Commelina communis, Penniserum purpu
reum, Ipomoea aquática, Pistia stratiotes) em
ambientes aquáticos deixaram bastante claro os
bons resultados obtidos com o uso dessas plan
tas na retirada de poluentes, como também a ne
cessidade de métodos alternativos como este
para a resolução de problemas de contaminação
devido, especialmente, ao custo necessário para
se obter resultados positivos com outros métodos
[Lin et al., 2002].
A estimativa mundial para os gastos com
tratamento para despoluição ambiental gira em
torno de 25 a 30 bilhões de dólares ao ano [Di
nardi et al., 2003] com métodos convencionais.
Já o tratamento de ambientes aquáticos poluídos
por meio de macrófitas aquáticas apresenta bai
xo custo e deixa a possibilidade de reciclagem da
biomassa produzida, que pode ser utilizada como
ração animal, fertilizante, na geração de energia,
fabricação de papel, produção de concentrado
protéico para alimentação humana, artesanato,
etc. [Henry-Silva et al., 2006; Verma et al., 2007;
Barbieri et al., 2004; Bortolotto & Guarim Neto,
2007].
Para se ter idéia, o teor de proteína bruta
presente na espécie Eichhornia crassipes varia,
em média, de 12,45% [Henry-Silva & Camargo,
2006] a 24,13% [Medeiros et al., 2009] nas folhas
e pecíolos, variando de acordo com as caracte
rísticas do ambiente e condições em que é culti
vada.
O conhecimento desses valores torna-se
ainda mais relevante considerando-se as ques
tões sociais da região, pois o Rio Apodi/Mossoró
compreende uma área em que a população sofre
constantemente com a seca. Sendo assim, de
pendendo de sua composição, as macrófitas
aquáticas poderiam ser utilizadas para a alimen
tação de seus animais e até mesmo para a ali
mentação humana.
Portanto, este trabalho teve como objetivo
determinar a influência temporal na quantidade
de nitrogênio total e proteína bruta em macrófitas
aquáticas da espécie Eichhornia crassipes
presentes no Rio Apodi/Mossoró e verificar a
viabilidade do uso da biomassa produzida.
Material e Métodos
Foram realizadas colheitas a cada 2
meses em um trecho do Rio Apodi/Mossoró que
corta a cidade de Mossoró (Leito principal) com
início em agosto de 2008 e término em fevereiro
de 2009, num total de 4 colheitas. Após as
mesmas, as amostras foram armazenadas em
sacos plásticos com um pouco de água dos
próprios locais e levadas ao laboratório de físicoquímica da Universidade do Estado do Rio
Grande do Norte – UERN, onde foram separadas
em folhas (limbo + pecíolo) e raízes (Figura 1),
ambas lavadas com água da torneia e
enxaguadas exaustivamente com água destilada.
Índice 8
Um espécime foi colhido aleatoriamente e
levado ao laboratório de Biologia da UERN onde
foi identificado como pertencente à família
Pontederiaceae Kunth, espécie Eichhornia
crassipes, e armazenado em local específico
[Souza & Lorenzi, 2008; Gonçalves & Lorenzi,
2007].
Para a medida da área foliar média de
uma planta (AF), considerando área foliar como
sendo apenas a área do limbo, utilizou-se o
equipamento de medição de área foliar de
bancada LI-COR 3100 AREA METER.
A massa foliar úmida média de uma
planta (MFU) foi determinada através da
pesagem em balança analítica. As folhas e
raízes úmidas foram então colocadas em sacos
de papel e secas em estufa com circulação
forçada de ar a 60°C até peso constante
(aproximadamente 6 dias) [EMBRAPA, 1999].
Após a desidratação, as folhas foram pesadas
para a obtenção da massa foliar seca (MFS), e
em seguida trituradas e acondicionadas em
frascos de plástico até a realização das medidas.
Os teores de nitrogênio total (NT) foram
determinados segundo o método de Kjeldahl
[EMBRAPA, 1999]. Os teores de proteína bruta
(PB) foram calculados multiplicando-se os
valores de nitrogênio por 6,25 [Boyd, 1970].
Para o tratamento estatístico foi feito o
teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade
utilizando o programa ASSISTAT Versão 7.5
beta (2008).
Resultados e Conclusões
De acordo com os resultados obtidos (Ta
bela 1 e Figura 2) constatou-se que os valores de
área foliar, massa foliar úmida e massa foliar
seca aumentam com o tempo de crescimento
das plantas mantendo-se constante na última co
lheita devido, provavelmente, as mesmas terem
atingido o estágio de maturidade. Vale destacar
que estes parâmetros foram medidos com o ob
jetivo de se ter um acompanhamento do tamanho
da planta, e assim, verificar a influência temporal
nos teores de nitrogênio total e proteína bruta.
Quanto aos valores de nitrogênio total nas
folhas (limbo + pecíolo) da Eichhornia crassipes
pôde-se observar o comportamento inverso, ou
seja, a quantidade desse nutriente diminuiu com
o tempo de crescimento da planta. O mesmo
comportamento se seguiu para os níveis de pro
teína bruta, já que este parâmetro é diretamente
proporcional aos valores de nitrogênio total (Ta
bela 1 e Figura 3). Em trabalhos realizados por
Henry-Silva & Camargo (2006) e Medeiros et al.
(2009), os mesmos encontraram resultados da
mesma ordem no tecido vegetal da Eichhornia
crassipes.
Tal comportamento pode ser explicado
pelas alterações fisiológicas que ocorrem com o
desenvolvimento das plantas onde, com a matu
ridade das mesmas, os níveis de nutrientes ten
dem a diminuir. Além disso, pode também ser
decorrente da competição existente entre as ma
crófitas, pois, como falta espaço lateral para o
seu crescimento devido ao grande número de
plantas, as mesmas tendem a crescer vertical
mente, fato visualmente comprovado pelo au
mento do tamanho do pecíolo. Sendo assim,
como o pecíolo desenvolve-se notoriamente mais
que o limbo, e como o teor de proteína no primei
ro é bem menor que no segundo, ocorre um efei
to de diluição, ou seja, quanto maiores forem as
plantas, menores serão os teores de proteína
[Rosa & Silva, 1997]. Ainda, o que também pode
ter influenciado nesse comportamento, são os ní
veis de nitrogênio presentes na água, já que os
nutrientes absorvidos pelas macrófitas são pro
venientes do meio em que as mesmas estavam
inseridas. Aspectos estes que estão sendo inves
tigados e serão objetos de publicações posterio
res.
Para as raízes, o mesmo comportamento
foi observado. A única exceção ocorreu para o
mês de dezembro de 2008 (3ª colheita), onde há
um pequeno aumento da quantidade de nitrogê
nio total quando comparada com a colheita ante
rior. Isto se deve ao aumento da concentração
deste nutriente na própria água, causado pela di
minuição do volume desta. Como o mês de de
zembro é o período mais seco da região, esta
deve, provavelmente, ser a causa desse compor
tamento adverso.
Comparando os valores de nitrogênio
total e proteína bruta presentes nas folhas com
os valores encontrados nas raízes, pôde-se
constatar que estas apresentaram níveis bem
menores que as folhas. Tal comportamento
ocorreu pelo fato do nitrogênio ser essencial para
o desenvolvimento da planta. Sendo assim, o
transporte deste nutriente das raízes para as
folhas é facilitado, fazendo com que estas
apresentem maiores concentrações de nitrogênio
e, consequentemente, de proteína bruta [Alves et
al., 2003].
Pode-se ainda utilizar estes dados para
fazer um comparativo do teor de proteína bruta
presente nessa espécie de macrófita aquática
com a quantidade presente em alguns alimentos,
Índice 9
podendo-se assim, propor uma forma de
aproveitamento da biomassa produzida em
relação a variável analisada.
Comparando-se os valores de proteína
bruta presente nas amostras de Eichhornia
crassipes colhidas no Rio Apodi/Mossoró com a
quantidade de proteína bruta presente em alguns
alimentos destinados ao consumo humano, de
acordo com a Tabela brasileira de composição
de alimentos (TACO) pode-se observar que a
planta em questão apresenta níveis muito
maiores ou próximos aos alimentos considerados
ricos em proteína. Segundo a TACO, os valores
encontrados em alguns alimentos vegetais são:
para arroz integral cru (7,3 g/100g), farinha de
trigo (9,8 g/100 g), alface crespa crua (1,3 g/100
g), e feijão broto cru (4,2 g/100 g), por exemplo.
Portanto, tomando como base apenas os
valores de proteína presentes na macrófita
aquática, conclui-se que:
1) Os parâmetros analisados são bastante influ
enciados pela variabilidade temporal;
2) As macrófitas aquáticas da espécie Eichhor
nia crassipes presentes no Rio Apodi/Mosso
ró poderiam ser utilizadas para diversos fins,
como por exemplo, na alimentação animal, ou
mesmo, na obtenção de um concentrado pro
téico destinado a alimentação humana.
A grande disponibilidade de biomassa
aliada a sua alta velocidade de crescimento e o
pequeno período de cultivo necessário para se
obter o máximo de proteína, tornaria esta uma
alternativa viável de aproveitamento da biomassa
produzida. No entanto, para que isto seja
possível é necessário estudar os teores de
outros nutrientes e elementos tóxicos no tecido
vegetal.
Desta forma, a constatação do alto teor
de proteína nas macrófitas pequenas é de
grande importância, tendo em vista a
necessidade da população em fazer uso,
principalmente, na alimentação de animais que
em período de seca acabam morrendo por falta
de alimentação adequada. Além disso, vale
ressaltar que a mesma não teria custo com a
produção, já que as plantas nascem e crescem o
ano todo, naturalmente, em vários pontos do rio.
Referências
1. ALVES,
E.;
CARDOSO,
L.
R.;
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Índice 11
Figura 1 – Divisão estrutural da Eichhornia crassipes. 1 – Flor. 2 – Limbo. 3 – Pecíolo. 4 – Rizoma. 5
– Raiz. Fonte: Gonçalves, 2006.
Figura 2 – Valores de área foliar em função do tempo de crescimento das plantas.
Índice 12
Figura 3 – Teores de proteína bruta nas folhas e raízes em função do tempo de crescimento das
plantas.
Tabela 1: Médias e desvios padrões das medidas.
Local
Leito principal
Agosto/08
Outubro/08
Dezembro/08
Fevereiro/09
(0 mês)
(2 meses)
(4 meses)
(6 meses)
AF (cm2)
23,17 ± 2,79 (a)
67,21 ± 6,01 (b)
88,59 ± 9,87 (c)
100,29 ± 14,00 (c)
MFU (g)
0,6578 ± 0,1030 (a)
1,9984 ± 0,2000 (b)
2,6484 ± 0,4601 (c)
3,0906 ± 0,6151 (c)
MFS (g)
0,0913 ± 0,0187 (a)
0,2745 ± 0,0221 (b)
0,4448 ± 0,0667 (c)
0,5034 ± 0,1099 (c)
NT (folha)
(g/100g)
4,4088 ± 0,0747 (a)
3,1649 ± 0,0117 (b)
2,1241 ± 0,0348 (c)
1,5256 ± 0,0177 (d)
PB (folha)
(g/100g)
27,5549 ± 0,4666 (a)
19,7805 ± 0,0730 (b)
13,2755 ± 0,2176 (c)
9,5351 ± 0,1106 (d)
NT (raiz)
(g/100g)
2,0306 ± 0,0124 (a)
1,8522 ± 0,0153 (b)
1,9761 ± 0,0372 (a)
1,4595 ± 0,0238 (c)
PB (raiz)
(g/100g)
12,6911 ± 0,0777 (a)
11,5761 ± 0,0953 (b)
12,3507 ± 0,2328 (a)
9,1218 ± 0,1488 (c)
Período
As médias seguidas pela mesma letra nas linhas não diferem estatisticamente entre si. Foi aplicado o Teste de
Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Índice 13
PADRÃO DE COLORAÇÃO E CARACTERES MORFOLÓGICOS
EXTERNOS DA FAMÍLIA DENDROBATIDAE (POISON FROGS) COMO
FERRAMENTA DE INFERÊNCIA FILOGENÉTICA
COLOR PATTERN AND EXTERNAL MORPHOLOGY CHARACTERS OF THE DENDROBATIDAE
FAMILY (POISON FROGS) AS A TOOL TO PHYLOGENETIC INFERENCE
SILVA, Lucas Gonçalves1
1
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Departamento de Biodiversidade e Ecologia
Av. Ipiranga, 6681, Campus Central da PUCRS, Prédio 12C, Sala 173
e-mail: [email protected]
Received 20 July 2010; received in revised form 13 September 2010; accepted 06 October 2010.
RESUMO
Os “poison frogs” (família Dendrobatidae) formam um grupo de espécies com extensa distribuição nos
ecossistemas da Terra. Através do levantamento de caracteres morfológicos e do padrão de coloração das
mais conhecidas espécies de Dendrobatidae e de rotinas filogenéticas de softwares especializados em
sistemática, foi inferida uma filogenia para o grupo, tendo como objetivo esclarecer relações filogenéticas ainda
desconhecidas. Algumas relações filogenéticas são novas comparadas com trabalhos já publicados como de
Summers & Clough (2001) e Grant et al. (2006), que utilizaram bases moleculares, mas outras são
corroboradas pelo presente estudo. O cladograma de consenso obtido é sustentado por altos valores de
suporte Bootstrap em quase todos os ramos. Com altos índices de consistência e retenção da árvore de
consenso (0,68 e 0,62, respectivamente), a metodologia consolida o potencial da morfologia externa das
espécies como ferramenta de inferência filogenética.
Palavras-chave: Dendrobatidae, filogenia, morfologia, conservação.
ABSTRACT
The “poison frogs” (Dendrobatidae family) are a group of species widely distributed on Earth’s
ecosystems. Through the analysis of morphological characters and color pattern of the best known species of
Dendrobatidae and specialized software routines of phylogenetic systematics, it was inferred a phylogeny for
that group aiming to find unknown phylogenetic relations. Some phylogenetic relationships are new compared
with published studies as Summers & Clough (2001) and Grant et al. (2006), who used molecular basis, but
others are now supported by this study. The consensus cladogram is supported by high bootstrap support
values in almost all the branches. With high consistency and retention of the consensus tree (0.68 and 0.62,
respectively), the methodology reinforces the potential of the species external morphology as a tool for
phylogenetic inference.
Keywords: Dendrobatidae, phylogeny, morphology, conservation.
Índice 14
Introdução
A família Dendrobatidae, composta pelos
chamados “poison frogs”, é um grupo de anuros
terrestres que possuem uma extensa gama de
coloração e toxicidade (Summers & Clough,
2001).
Estes
anuros
estão
presentes
principalmente em regiões tropicais, com maior
representação nas Américas, África e Ásia
(Meegaskumbura et al., 2002) e tendem a
adquirir características e padrões morfológicos
por conta desses isolamentos geográficos
(Baum et al., 2005). Estão seriamente
ameaçados de extinção principalmente pela
perda de habitats, sobre-exploração e fatores
enigmáticos, como doenças e perda de relações
ecológicas importantes (Stuart et al. 2004).
A família possui cerca de 260 espécies
no total, considerando-se algumas sub-espécies
dentro desse número e, por conta disso, sua
filogenia não é totalmente conhecida (Grant et
al., 2006). Já foram publicados trabalhos com
relações filogenéticas da família Dendrobatidae.
Grant et al. (2006) e Summers & Clough (2001)
publicaram artigos no qual trazem filogenias a
partir de bases moleculares e análise da
toxicidade dos representantes do grupo
taxonômico, mas trabalhos com filogenias
levando em consideração padrões de coloração
e morfologia externa do corpo ainda não foram
publicados por pesquisadores.
O objetivo do presente trabalho é definir
caracteres morfológicos e do padrão de
coloração das espécies como ferramentas
filogenéticas do grupo e inferir uma filogenia das
principais espécies da família Dendrobatidae,
comparando com trabalhos já publicados. A
importância se dá pelo fato desse grupo estar
seriamente
ameaçado
em
diversos
ecossistemas do mundo (Becker et al., 2007).
Material e Métodos
Para inferir a filogenia dos Dendrobatidae
foram utilizadas as mesmas espécies que
compõem a filogenia proposta por Summers &
Clough (2001) e por eles analisadas a partir da
composição das toxinas presentes nas espécies.
As informações referentes à morfologia e padrão
de coloração do grupo de interesse estão
disponíveis nos portais Amphibia Web
(www.amphibiaweb.org) e All About Frogs
(www.allaboutfrogs.org).
O “ingroup” foi definido a partir do
trabalho de Summers & Clough (2001),
apresentando 21 espécies (terminais) de 5
gêneros diferentes (Allobates, Colostethus,
Minyobates, Dendrobates e Phyllobates). O
“outgroup” foi definido a partir do trabalho de
Grant et al. (2006) e identificado como o clado
composto pelas famílias Bufonidae e Hylodinae,
grupo-irmão dos Dendrobatidae na filogenia
proposta pelos autores. Foram utilizados 5
gêneros diferentes (7 espécies no total) das
duas famílias citadas anteriormente para
polarização dos caracteres levantados no
“ingroup” (Figura 1). As relações filogenéticas do
“outgroup” foram modeladas durante o processo
de construção da filogenia, porém foram
omitidas no cladograma final de consenso para
melhor visualização das relações entre os
terminais no “ingroup”.
Foram definidos 20 caracteres para
análise, tanto de morfologia externa dos
exemplares, quanto do padrão de coloração do
corpo. A polarização dos caracteres foi feita
assumindo-se a característica mais frequente no
grupo externo como mais primitiva. Foram
definidos como caracteres e seus respectivos
estados: (A) Cor do olho: (0) preto e (1) azul; (B)
Comprimento do dedo médio posterior em
relação aos demais dedos: (0) longo, (1) médio
e (2) curto; (C) Número de cores do corpo: (0)
duas cores, (1) uma cor e (2) mais de duas
cores; (D) Faixa colorida lateral antero-posterior
acima do olho: (0) ausente e (1) presente; (E)
Padrão de coloração do corpo: (0) manchado,
(1) cores uniformes dispostas em linhas e (2)
coloração única sem linhas nem manchas; (F)
Padrão de coloração do ventre: (0) uma cor e (1)
manchado; (G) Tamanho das manchas no
dorso: (0) presentes-pequenas, (1) presentesgrandes e (2) ausentes; (H) Formato do nariz:
(0) arredondado e (1) bicudo; (I) Tamanho dos
olhos em relação ao tamanho da cabeça: (0)
médios, (1) pequenos e (2) grandes; (J)
Coloração predominante nas pernas anteriores:
(0) uma cor e (1) duas cores; (L) Forma do
dorso na posição antero-posterior: (0) reto e (1)
curvado; (M) Textura do dorso: (0) liso, (1)
pouco rugoso e (2) muito rugoso; (N) Tamanho
da coxa em relação ao tamanho da perna
posterior: (0) fina e (1) grossa; (O) Glândula
atrás do olho na posição dorsal: (0) presente e
(1) ausente; (P) Tamanho da ponta adesiva do
dedo em relação ao tamanho do dedo: (0)
presente-pequena, (1) presente-grande e (2)
ausente; (Q) Linha lateral antero-posterior
colorida abaixo do olho: (0) ausente, (1)
Índice 15
presente-contínua e (2) presente-não-contínua;
(R) Padrão de coloração das pernas posteriores:
(0) padrão semelhante ao dorso, (1) padrão
semelhante ao ventre e (2) padrão diferente do
dorso e do ventre; (S) Mimetismo: (0) padrão
escuro e (1) cor chamativa; (T) Anel colorido
acima da narina: (0) presente e (1) ausente. A
partir dos caracteres e respectivos estados
presentes nas espécies foi gerada uma matriz
descritiva que serviu de base para a construção
de uma matriz numérica utilizando-se do
software Mesquite 2.01 (Maddison & Maddison,
2009). A matriz numérica foi gerada com os
caracteres A-T anteriormente descritos. Os
mesmos foram numerados de 1 a 20 na matriz
numérica (Figura 2).
A matriz gerada no software Mesquite
2.01 (Figura 2) foi exportada para o software
WinClada 1.00.08 (Cladistics, 2009). Para as
análises filogenéticas, foi utilizado o software
NONA 2.0 (Goloboff, 2005), inserido dentro do
Winclada. A matriz foi analisada preliminarmente
pelo método clássico de parcimônia e análise
heurística (tentativa e erro), utilizando-se
múltiplo
TBR+TBR
(Tree
Bissection
Reconnection), o qual recorta sub-árvores e
insere em pontos aleatórios da filogenia. Para
esse método foram
utilizadas
100.000
replicações, mantendo 1000 árvores (hold).
Após, foi utilizado o método Ratchet para
analisar a mesma matriz, mantendo-se as
árvores encontradas na análise heurística, mas,
com esse método, perturbando-se os caracteres
e realizando um rearranjo das árvores
encontradas e atribuindo peso aos caracteres
(Nixon, 1999). Para Ratchet foram utilizadas
1000 iterações, 500 árvores foram retidas e 5
caracteres
presentes
na
matriz
foram
perturbados durante o processo de análise
(25%).
Para obtenção de valores de suporte foi
utilizada a metodologia de Bootstrap (Seo,
2008), onde uma re-amostragem randômica de
caracteres gera uma estatística de frequência,
que atribui valores de confiabilidade aos ramos
da filogenia conforme a freqüência com que o
ramo ocorre nas árvores obtidas. A função
Bootstrap está incluída dentro do software
WinClada e, para o processo, foram utilizadas
500 replicações, 500 interações, com 50 árvores
iniciais e análise por TBR. Após todas as
análises filogenéticas, foi gerada uma árvore de
consenso.
Resultados e Discussão
Para a análise heurística foram obtidas 7
árvores com 66 passos cada. Na metodologia
Ratchet foram obtidas 25 árvores com os
mesmos 66 passos. Foi gerada uma árvore de
consenso com índice de consistência 0,68 e
índice de retenção de 0,62 (Figura 3).
Comparando os dados obtidos no
presente estudo através da análise filogenética
embasada em caracteres morfológicos e padrão
de coloração das espécies com o trabalho de
Summers & Clough (2001), que utilizou análises
moleculares, existem algumas diferenças. As
espécies
Colostethus
marchesianus
e
Colostethus talamancae tinham uma relação
filogenética
desconhecida.
Agora
C.
machesianus está mais basal na filogenia
obtida, com padrão de coloração bastante
semelhante com elementos do “outgroup”.
Epipedobates tricolor e Epipedobates trivttatus
formam um grupo-irmão com 57% de suporte de
Bootstrap, grupo esse que não aparece na
filogenia de Summers & Clough (2001), onde E.
tricolor se relacionava mais proximamente com
Epipedobates anthonyi. O gênero Minyobates
está mais relacionado com o gênero
Epipedobates do que Dendrobates. A espécie
Phyllobates bicolor apresenta relação direta de
ancestralidade com Dendrobates speciosus e,
apesar de estarem classificadas em diferentes
gêneros, possuem um padrão de coloração do
corpo muito semelhante, o que pode ter
interferido diretamente na analise dessas duas
espécies (caracter E, 100% de suporte
Bootstrap). As relações entre as espécies
Dendrobates pumilio, Dendrobates granuliferus
e
Dendrobates
histrionicus
mantêm-se,
formando este um grupo monofilético em ambas
filogenias. O grupo formado pelas espécies
Phyllobates vittatus e Phyllobates lugubris é
corroborado, inferindo relação filogenética
próxima dessas duas espécies.
Na filogenia obtida, a relação entre as
espécies Allobates femoralis, E. anthonyi e
Epipedobates boulengeri não se mostrou bem
resolvida, assim como Epipedobates bilinguis e
Minyobates minutus, pois apresenta politomia
nos ramos. Da mesma forma, dentro do clado
formado quase que exclusivamente por espécies
do gênero Dendrobates, a relação entre
Dendrobates ventrimaculatus e Dendrobates
tinctorius não foi resolvida pelo mesmo motivo.
O presente estudo evidencia o potencial
dos caracteres morfológicos e o padrão de
Índice 16
coloração das espécies de anuros como
ferramenta
filogenética,
complementando
lacunas das filogenias moleculares publicadas.
Porém, vale ressaltar, essas filogenias
moleculares são muito bem embasadas e
consolidadas, e o presente trabalho mostra uma
nova ferramenta potencial de inferência. Esse
potencial ajuda na compreensão de relações
filogenéticas dos grupos e essas relações são
extremamente importantes para a conservação
das espécies em questão, já que diversos
trabalhos como Stuart et al. (2004), Becker et al.
(2007),
Meegaskumbura
et
al.
(2002),
Mendelson et al. (2006) e Silvano & Segalla
(2005) trazem como principal tema o declínio no
número de espécies de anfíbios no mundo, bem
como a depleção de populações. A ameaça à
conservação das espécies se dá por conta da
fragmentação e descaracterização de habitats,
sobre-exploração
e
perda
de
relações
ecológicas naturais das espécies (Mittermeier et
al., 2003). Mendelson et al. (2006) sugerem a
criação de políticas voltadas para conservação,
bem como ações de pesquisa com relação às
espécies de anfíbios, sejam elas de ecologia ou
sistemática.
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Índice 17
Figura 1 – O “ingroup” (branco) e o “outgroup” (vermelho) utilizados para a inferência filogenética.
Índice 18
Figura 2 - Matriz numérica (codificada) gerada a partir dos caracteres e respectivos estados.
Índice 19
Figura 3 - Filogenia da família Dendrobatidae obtida nas análises (consenso). Os valores sobre os
ramos indicam o suporte de Bootstrap, ilustrando a freqüência da ocorrência do ramo no conjunto de
dados analisados durante a construção da filogenia.
Índice 20
ESTUDO DE DISPERSÃO DE PLUMAS EM UM COMPLEXO INDUSTRIAL
PLUME DISPERSION STUDY IN A INDUSTRIAL COMPLEX
VIDAL, César Marcelo Cajazeira, CORRÊA, Sérgio Machado
Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Química e Ambiental,
Rod. Presidente Dutra km 298, Pólo Industrial, Resende, RJ, Brasil, 27537-000
[email protected]
Received 13 December 2010; received in revised form 22 December 2010; accepted 28 December 2010
RESUMO
A modelagem de dispersão de plumas é usada para estimar a distribuição dos poluentes nas
vizinhanças das chaminés. É baseado no modelo Gaussiano, onde os dados de entrada são as taxas de
emissão, dados físicos da chaminé, dados meteorológicos e topográficos. Como é uma técnica recente no
Brasil, este trabalho descreve a metodologia e seus passos, indicando os parâmetros mais relevantes, as
possíveis simplificações e detalhamentos necessários. O estudo de caso foi realizado nas Indústrias Nucleares
do Brasil, e os resultados indicaram que as edificações são o parâmetro mais importante, seguido da
topografia. Uma comparação foi realizada entre dois softwares comerciais, o SCREEN e o ISCST3. Os
resultados indicam que o SCREEN pode ser usado como uma ferramenta de avaliação inicial, quando nem
todos os dados de entrada para processar o ISCST3 estão disponíveis.
Palavras-chave: plumas, dispersão, modelagem
ABSTRACT
The plume dispersion modeling is used to estimate the pollutants distribution in the v icinities of a
chimney. It is based on a Gaussian model where input data are the emissions rate, physical data from the stack,
meteorological data, and topographical characteristics. As this technique is new in Brazil, this work proposes to
describe the methodology and its steps, indicating the most relevant parameters, the possible simplifications,
and necessary details. The case study was done at the site of Brazilian Nuclear Industries and the results
indicated that the edifications are the most relevant parameter, followed by the topographical characteristics. A
comparison was also done between the two commercial softwares available, the ISCST3 and SCREEN. The
results indicated that the SCREEN software can be used as an initial evaluation tool, whenever all input data
necessary to process ISCST3 are not available.
Keywords: plume, dispersion, modelling
Índice 21
Introdução
A poluição do ar causada pela emissão
de fontes fixas (chaminés) pode resultar em
problemas que variam desde os arredores até
quilômetros de distância. O controle das
emissões requer uma avaliação dos poluentes
nos níveis qualitativo e quantitativo. Para estimar
os impactos da emissão dos poluentes e a
aplicabilidade de medidas de controle é preciso o
uso de ferramentas matemáticas e dados
experimentais. Um dos métodos utilizados é o
cálculo de dispersão de plumas atmosféricas,
que pode prever com quais concentrações os
poluentes emitidos por uma chaminé irão atingir
o nível do solo e em que localidade será atingida
a concentração máxima, assim como as suas
vizinhanças.
Existem diversos modelos para o cálculo
de dispersão de plumas atmosféricas. Com base
no algoritmo de cálculo, existem os modelos
Gaussianos, Numéricos, Estatísticos e Físicos,
sendo os Gaussianos mais empregados por sua
simplicidade, por já terem sido testados
exaustivamente e por serem de ampla aceitação
pelas agências ambientais.
No modelo apresentado neste estudo, o
algoritmo de cálculo empregado é integrante dos
softwares SCREEN e ISCST3, de livre
distribuição, pela Agência de Proteção Ambiental
Norte Americana (US-EPA). O algoritmo usado
pelo software SCREEN baseia-se em um cálculo
gaussiano de uma fonte fixa, podendo ser
estendido para múltiplas fontes de acordo com
uma metodologia para agrupamento de fontes. O
cálculo também pode ser efetuado para fontes de
áreas como emissões de aterros ou incêndios e
de fontes volumétricas como um bloco. Já o
software ISCST3, também da US-EPA, é
empregado para avaliações de fontes individuais
múltiplas e de grande complexidade, como
múltiplos prédios e terrenos assimétricos como é
o caso de uma refinaria (Vidal, 2008).
Vários são os parâmetros que devem ser
monitorados e requeridos para o cálculo de
dispersão de plumas atmosféricas, portanto, as
informações
sobre
fonte
de
emissão,
meteorologia, poluentes, edificações e topografia
merecem destaque.
Com base nas informações das
condições de contorno, é possível realizar uma
simulação através do cálculo de dispersão de
plumas para a avaliação dos poluentes emitidos
para a atmosfera.
Este trabalho se propõe a descrever a
metodologia de abordagem para decisão de
escolha dos softwares (SCREEN e ISCST3) a
ser empregado no cálculo de dispersão de
plumas atmosféricas, ou seja, decidir sobre quais
simplificações podem ser feitas e quais
detalhamentos não podem ser desprezados.
Para entendimento da equação geral de
plumas gaussianas, foi levado em consideração
o desenvolvimento da expressão Lagrangiana
básica para concentração média de um poluente
no tempo e no espaço, segundo a Equação 1.
O primeiro termo do lado direito
representa as partículas presentes em t0, e o
segundo termo do lado direito se refere às
partículas acrescentadas das fontes entre t0 e t.
A Equação 1 é a relação Lagrangiana
fundamental para a concentração média de uma
espécie em fluxo turbulento. A determinação de
〈c(x, t)〉, dado que 〈c(x0, t0)〉 e S(x’, t), depende da
avaliação da probabilidade de transição Q(x, tx’,
t’). Se Q fosse conhecido por x, x’, t, a
concentração média 〈c(x, t)〉 poderia ser
computada simplesmente avaliando a Equação
1. No entanto, existem dois problemas
substanciais ao se utilizar a Equação 1.
Primeiramente, a equação se mantém apenas
quando as partículas não sofrem reações
químicas. Em segundo lugar, o conhecimento
completo das propriedades da turbulência,
necessário para se conhecer Q geralmente não
está disponível, exceto nas circunstâncias mais
simples.
O cálculo envolvendo o modelo de pluma
gaussiana possui uma aplicação mais prática e
avalia a concentração dos poluentes emitidos por
uma fonte fixa através da Equação 2.
A densidade de probabilidade de
transição Q expressa fisicamente a probabilidade
de uma partícula traçadora, que está em x’, y’, z’,
num tempo t’, estar em x, y, z, num tempo t. Sob
condições
estacionárias,
a
turbulência
homogênea Q tem a forma Gaussiana.
Nas condições usuais para se estimar o
impacto de fontes estacionárias nas vizinhanças,
algumas simplificações para as Equações 1 e 2
podem ser realizadas, como por exemplo:
•
A estabilidade da atmosfera é uniforme
na região de estudo;
•
A diluição vertical e horizontal pode ser
descrita por uma curva gaussiana;
Índice 22
•
A liberação dos poluentes é feita a uma
altura equivalente a altura da chaminé
mais a elevação da pluma;
•
O grau de diluição do poluente é inversa
mente proporcional a velocidade do ven
to;
•
O poluente ao atingir o solo é refletido de
volta para a atmosfera, não sofrendo inte
ração;
•
Não há reação química entre as espécies
emitidas nem entre estas e os demais
constituintes da atmosfera em estudo.
Empregando-se estas simplificações as
Equações 1 e 2 podem ser reduzidas a Equação
3.
Onde:
c = Concentração do poluente nas coordenadas
em x, y e z, g m-3
x = distância horizontal da emissão ao receptor
(m)
y = distância horizontal do ponto de medição a
uma distância y da linha central da pluma (m)
z = altura do receptor (m)
q = taxa de emissão do poluente (g s-1)
σy, σz = Coeficientes de dispersão vertical e
horizontal (m)
u = velocidade média do vento na altura da
chaminé (m s-1)
h = Altura efetiva de lançamento (m)
As correlações σy e σz, mais amplamente
usadas, com base nas classes de estabilidade de
Pasquill, foram àquelas desenvolvidas por Gifford
(Seinfeld e Pandis, 1998). Significam a abertura
da pluma conforme se afasta da fonte, é
fortemente dependente da estabilidade da
atmosfera, que é função dos ventos que irão
transportar a pluma horizontalmente e a radiação
solar que irá ampliar a pluma verticalmente ao
solo. A estabilidade da atmosfera é amplamente
aceita pela proposta de Pasquill-Gifford está
apresentada na Tabela 1.
A estabilidade da atmosfera pode ser
definida como sendo a sua capacidade de resistir
ou intensificar os movimentos verticais. Quando
ela resiste aos movimentos verticais é chamada
de atmosfera estável, quando intensifica os
movimentos verticais é dita atmosfera instável ou
convectiva, e quando é indiferente a qualquer
tipo de movimento vertical é chamada atmosfera
neutra. Através do perfil de temperatura potencial
(θ) na vertical, pode-se determinar o grau de
estabilidade da atmosfera, e cada tipo de
estabilidade atmosférica irá proporcionar uma
melhor ou pior dispersão dos poluentes. A
temperatura potencial pode ser definida como a
temperatura que uma parcela de ar teria, se
fosse
trazida
adiabaticamente
de
um
determinado nível até o nível de 1000 mbar. O
conceito de temperatura potencial está
intimamente relacionado com o conceito de
estabilidade estática, ou seja, um arranjo do
fluido em que a porção mais leve fica acima da
porção mais pesada. Assim, de duas parcelas
com θ diferentes, aquela com maior θ será a
mais leve (Moreira e Tirabassi, 2004).
Portanto, o perfil vertical de temperatura
próximo ao solo é um dos fatores que mais influ
enciam a dispersão dos poluentes na atmosfera,
até mais importante que a intensidade dos ven
tos. Condições neutras são caracterizadas pela
ocorrência de um perfil vertical de temperatura
adiabático (aproximadamente constante com a
altura). Essas condições ocorrem geralmente du
rante as transições do dia para noite e vice-ver
sa, em dias nublados, ou com fortes ventos (com
velocidades maiores do que 6 m s-1).
Os parâmetros meteorológicos são
fundamentais para a dispersão dos poluentes. É
um fator primário que determina o efeito de
diluição da atmosfera.
Normalmente, é
necessário o levantamento da distribuição
conjunta de classes de velocidade dos ventos e
categorias de estabilidade atmosféricas para as
diversas direções do vento. Essa matriz é
utilizada como dado de entrada de diversos
modelos (Derisio, 2000).
O movimento dos poluentes na atmosfera
é determinado pelos seguintes fatores:
•
Turbulência mecânica provocada pelo
vento na instabilidade direcional e de ve
locidade;
•
Turbulência térmica resultante de parce
las de ar superaquecido que ascendem
da superfície terrestre, sendo substituídas
pelo ar mais frio em sentido descendente;
•
Topografia da região.
A concentração resultante na atmosfera
varia de acordo com o ponto no espaço em
consideração, a quantidade e as condições de
emissão e nos fatores citados anteriormente,
Índice 23
somados aos fatores de chuva e condições de
inversão térmica. Resumindo, a concentração do
poluente na atmosfera é função da quantidade e
das condições de emissão, das condições
meteorológicas e da topografia (Uehara, 2003).
Moreira & Tirabassi (2004) descrevem
que a gestão e a proteção da qualidade do ar
pressupõem o conhecimento do estado do
ambiente. Tal conhecimento envolve um aspecto
propriamente cognitivo e um interpretativo. A
rede de pesquisa, juntamente com o inventário
das fontes de emissão, é de fundamental
importância para a construção do quadro
cognitivo, mas não do interpretativo. Na
realidade, o controle da qualidade do ar requer
instrumento interpretativo capaz de extrapolar no
espaço e no tempo os valores medidos na
posição dos analisadores. Enquanto a melhoria
da atmosfera pode ser obtida somente com
planos que reduzam as emissões e, então, com
instrumentos (como o modelo matemático de
dispersão na atmosfera) capazes de ligar a
causa (a fonte) de poluição com o efeito (a
concentração. do poluente).
contínuas de poluentes tóxicos e perigo
sos;
•
O modelo ISCST3 pode lidar com fontes
múltiplas, incluindo os tipos ponto, volu
me, área e cavidades abertas. Fontes li
neares também podem ser modeladas
como fontes de corrente de volume ou
áreas alongadas;
•
As taxas de emissão das fontes podem
ser tratadas como constantes ou podem
variar por mês, estação, horário ou outros
períodos opcionais, tanto para uma única
fonte ou para um grupo de fontes;
•
O modelo pode considerar os efeitos de
downwash aerodinâmicos devido à proxi
midade de edifícios com as emissões da
fonte pontual;
•
O modelo contém algoritmos para mode
lar os efeitos de deposição e remoção
(através da deposição seca) de particula
dos grandes, bem como modelar os efei
tos das remoções por precipitação para
gases ou particulados;
•
A localização de receptores pode ser es
pecificada tanto em receptores em grade
e/ou discretos, num sistema de coordena
das polares ou cartesianos;
•
O ISCST3 incorpora os algoritmos de mo
delos de visualização de dispersão COM
PLEX 1 para receptores em terrenos
complexos.
•
O modelo ISCTS3 utiliza dados meteoro
lógicos em tempo real para considerar as
condições atmosféricas que afetam a dis
tribuição dos impactos da poluição do ar
na área modelada;
•
Resultados de saída (output) para Con
centração, deposição total, e fluxo de de
posição seca e/ou úmida.
Parte Experimental
Modelo ISCST3
O modelo de dispersão ISCST3 (USEPA,
1995) (Industrial Source Complex - Short Term
Version 3) é um modelo de pluma Gaussiana de
estado estacionário que pode ser utilizado na
avaliação de concentrações de poluentes e/ou
nos fluxos de deposição a partir de uma grande
variedade de fontes associadas a uma fonte
industrial complexa.
Nos Estados Unidos, o ISCST3 foi
substituído pelo AERMOD; no Brasil, o mesmo
ainda é recomendado especificamente com
relação a estudos de qualidade do ar, e
prognóstico da área de influência.
O modelo de dispersão ISCST3 da
Agência de Meio Ambiente Norte Americana
(EPA) foi projetado para suportar as opções de
regulamentação
dos
modelos,
conforme
especificado nas diretrizes sobre os modelos de
qualidade do ar. Algumas das habilidades da
modelagem com o ISCST3 incluem:
•
O modelo ISCST3 pode ser utilizado para
modelar poluentes primários e emissões
Segundo Negri (2002), o modelo ISCST3
permite associar cenários climáticos próximos da
realidade física, sendo utilizado tanto pela
comunidade acadêmica como pelas agências
nacionais e internacionais de controle ambiental.
O cálculo de concentração de poluentes permite
a obtenção de resultados nas escalas espacial e
temporal,
os
quais
são
comparados
posteriormente aos padrões vigentes no país
(CONAMA, 1990). O modelo aceita dados de
entrada de mais de 500 fontes simultâneas tipo
pontual e área e gera cerca de mais de 1.500
Índice 24
receptores na superfície. Os receptores são
distribuídos dentro de uma grade cartesiana,
cujas quadrículas aceitam áreas variáveis. Esse
modelo permite incorporação das fontes pontuais
equivalentes e as fontes áreas estabelecidas
para as fontes móveis (veiculares) e agrícolas
(queima de cana), por exemplo.
virtual;
•
Cálculo da Concentração máxima, a
qualquer distância especificada pelo
usuário em terreno plano ou elevado
simples, incluindo distâncias até 100 km
para transportes de longo alcance.
•
Exame de uma ampla faixa de condições
meteorológicas, incluindo todos os tipos
de classes de estabilidade e velocidade
eólica para calcular os impactos
máximos;
•
Inclusão dos efeitos da dispersão
induzida
pela
força
ascencional
(buoyancy-induced dispersion (BID);
•
Cálculo explícito dos efeitos de reflexões
múltiplas da pluma tanto fora da inversão
elevada como acima do solo;
•
Quando calcula concentrações abaixo
das condições limites da mistura;
Modelo SCREEN
De acordo com a USEPA, o modelo
SCREEN3 (USEPA, 1995) foi desenvolvido para
fornecer um método de simples manuseio para a
obtenção de estimativas da concentração de
poluentes. Essas estimativas se baseiam no
documento “Procedimentos de Visualização para
Estimativas do Impacto da Qualidade do Ar de
Fontes Estacionarias”.
A versão SCREEN3 3.0 do modelo
SCREEN pode fornecer todos os cálculos em
curto prazo de uma única fonte, no documento
de procedimentos de visualização da EPA,
incluindo:
•
Estimativa de concentrações máximas ao
nível do solo e a distância até o valor
máximo;
•
Incorporação dos efeitos de “building
downwash” nas concentrações máximas
tanto nas laterais próximas como nas
mais distantes regiões;
O modelo SCREEN3 não será capaz de
realizar o seguinte:
•
Determinar explicitamente os impactos
máximos a partir de múltiplas fontes,
excetuando-se os procedimentos de
manipulação
de
múltiplas
fontes
próximas, pela fusão das emissões em
uma única chaminé “representativa”.
Nota: À exceção da estimativa de 24 horas para
impactos em terrenos complexos, os resultados
do SCREEN3 são estimados para concentrações
máximas de 1 hora.
•
Estimativa de concentrações na zona de
recirculação de cavidade;
•
Estimativa de concentrações devido à
quebra de inversão e fumigação no litoral;
•
Determinação da elevação da pluma para
liberação dos gases de queimadores;
•
Incorporação dos efeitos da simples
elevação do terreno nas concentrações
máximas;
•
Estimativa de concentrações médias de
24 horas devido ao impacto da pluma em
terreno complexo, por meio da utilização
do procedimento de visualização de 24
horas, usando o modelo VALLEY;
•
Modelagem de fontes de área simples
utilizando uma abordagem de integração
numérica;
O modelo SCREEN foi desenvolvido para
se obter a concentração de poluentes no nível do
solo em regiões onde não existam dados
meteorológicos disponíveis. Portanto, é de
grande utilidade para a estimativa da
concentração de poluentes em regiões carentes
de informações. Apresenta resultados de
concentração de poluentes superestimados,
vinculados à classe de estabilidade atmosférica
mais crítica. Contudo, no caso de disponibilidade
de dados meteorológicos locais, o modelo
SCREEN possibilita diretamente a entrada
dessas informações. Tem como principal
limitação a incorporação de apenas uma fonte
pontual, não tendo a representação de fontes
tipo área. Neste caso, as fontes móveis e
agrícolas devem ser distribuídas na área típica.
•
Pode ser usado para modelagem dos
efeitos de fontes de volume simples
usando um procedimento de fonte pontual
Com o advento e multiplicação dos
computadores pessoais, muitos modelos foram
desenvolvidos utilizando os métodos de
Índice 25
diferenças finitas ou métodos de elementos
finitos.
Os modelos são desenvolvidos em
parceria com Universidades e Instituições de
Pesquisas Atmosféricas na linguagem de
programação Fortran e divulgados no sistema
Disk Operating System (DOS). Todos os
modelos
da
USEPA
são
gratuitos
e
disponibilizados em seu site, após vários testes
de laboratório, campo e computacional. Não
estão
disponibilizados
para
o
sistema
operacional Windows.
À medida que uma empresa se interessa
em comercializar um modelo com interface
gráfica para o sistema operacional Windows, é
necessário que haja autorização da USEPA,
porque ela é detentora dos direitos do programa
fonte. A interface gráfica possibilita a utilização
integrada, linguagem acessível, fácil entrada e
modificação de dados, assim como visualização
gráfica dos resultados.
Dados de Entrada dos Modelos
Os
dados
de
entrada
para
o
processamento do modelo foram cedidos pelas
Indústrias Nucleares do Brasil (INB), Resende RJ.
O levantamento topográfico, em torno da
INB cujo raio foi de 1,7 km, a partir da base de
cartas topográficas digitais terrestres da Missão
SRTM - Shuttle Radar Topography Mission
(2007). Embora esse raio seja inferior a área de
influência da empresa, os resultados obtidos
evidenciaram valores baixos no limite desta área.
As informações das edificações (altura,
comprimento e largura) e das chaminés
(diâmetro, altura, taxa de emissão, velocidade e
temperatura de saída dos gases), Tabela 2,
foram disponibilizadas através dos desenhos de
projeto e relatório de amostragem das chaminés.
Foi
pré-processado
um
arquivo
meteorológico para uso no ISCST3 com base de
dados meteorológicos médios horários coletados
pela torre meteorológica, no período de 2006,
conforme apresentado na Tabela 2.
Descrição do local de estudo
Abrangendo um raio de até 4 km do local
de instalação da INB no município de Resende, a
Área de Interesse Especial contempla cerca de 5
unidades rurais fronteiriças ao imóvel, incluindo 2
hotéis na localidade de Engenheiro Passos e
respectiva vila da COHAB (Resende). O
município de Resende, com área de 1.155 km 2,
limita-se ao Norte com o Estado de Minas
Gerais, ao Sul e a Oeste com o Estado de São
Paulo. Nesta região, o tráfego de veículos na
Rodovia Presidente Dutra (BR-116) apresenta
um fluxo diário de aproximadamente 145.000
veículos pedagiados, dos quais 57% veículos de
passeio e 43% caminhões e ônibus. Itatiaia,
antigo distrito de Resende, com área de 248 km2,
limita-se ao Norte com Minas Gerais, ao Sul com
São Paulo, a Leste com Resende e a Oeste com
Minas Gerais e São Paulo. No Vale do Paraíba
Paulista, o município de Queluz, com 243 km2,
limita-se a Oeste com o Estado do Rio de Janeiro
(Resende) e ao Norte com Minas Gerais. Com
316 km2, o município de Areias limita-se com o
Estado do Rio de Janeiro (Resende) e Queluz ao
Norte, com Silveiras a Leste, a Oeste com São
José do Barreiro e ao Sul com Cunha. O
município de São José do Barreiro, com 710 km 2,
limita-se ao Norte com o município de Resende
(RJ), a Leste com Bananal (SP), ao Sul com
Cunha, a Oeste com Areias (SP) e a Sudeste
com Paraty e Angra dos Reis (INB, 1998).
A partir da caracterização técnica
preliminar do empreendimento, a área de
influência está definida em dois níveis: uma área
de influência indireta que cobre os municípios de
Resende, Itatiaia, São José do Barreiro, Areias e
Queluz, analisada do ponto de vista geobiofísico
em escala 1:100.000 e no contexto ecológico e
sócio-econômico da região do médio Paraíba; e
uma área de influência direta, ou área de
interesse especial, definida como o entorno
imediato do empreendimento nos municípios de
Itatiaia, Resende e Queluz, analisada em escalas
de 1:50.000 e mais e objeto de pesquisas diretas
de campo (INB, 1998).
A topografia influencia a dispersão dos
poluentes
por
ocasionar
variação
na
direção/velocidade do vento.
A área da INB possui, na sua parte leste,
uma
topografia
essencialmente
pouco
acidentada, constituída por terrenos aplainados,
em virtude de terem sido utilizados como áreas
de empréstimo, quando da construção da
barragem auxiliar de Nhangapi da represa do
Funil. Na sua porção leste e sul, a área
apresenta uma topografia ondulada, com
altitudes variando de 450 a pouco mais de 600
m. A porção extremo leste da área está numa
Índice 26
cota inferior a da crista da barragem, que é de
469,5 m.
O local está situado na parte meridional
da região geologicamente denominada Bacia de
Resende. Ao norte, situa-se o maciço do Itatiaia,
que constitui as grandes altitudes da região,
atingindo cotas superiores a 2.500 m. Ao sul,
ocorre uma faixa acidentada de terreno, com
altitudes máximas variando entre 530 e 615 m.
Meteorologia
A partir dos eventos médios horários
analisados e considerados válidos no período do
ano de 2006 (total de 8760 horas), originam-se a
rosa-dos-ventos observada no sítio da INB no
período de 2006, analisado por velocidade do
vento e classe de estabilidade, respectivamente,
segundo a Figura 1.
Resultados e Conclusões
Com o objetivo de estimar concentrações
de particulados totais em suspensão, levando em
consideração dados de topografia e edificações
no processamento do cálculo de dispersão de
plumas em um tempo de exposição de 1 hora
(cenário mais crítico - Caso Base) para emissão
das chaminés da Fábrica de Pó e Pastilha (FPP)
e Secador Spray (SS), foram processados no
ISCST3
as
médias
aritméticas
das
concentrações horárias (isoconcentrações ou
isopletas) deste período com diferentes cenários
apresentados nas Figuras 2, 3, 4 e 5.
A Figura 2 apresenta os resultados
levando-se em consideração a influência das
edificações, relevo e das duas chaminés em
estudo, para material particulado, com resultados
mais conservadores de 1 hora.
A Figura 3 apresenta os resultados do
processamento levando em consideração a
presença das edificações e a ausência da
topografia.
Os perfis das concentrações, do
processamento com a ausência da topografia e
presença das edificações, indicaram circulações
locais em torno dos prédios o que propicia o
aumento das concentrações em áreas mais
próximas dos prédios.
ausência das edificações e a presença da
topografia.
ausência das edificações e da topografia.
A distribuição da concentração, do
processamento com a ausência da topografia e
das edificações, está diretamente condicionada à
distribuição do campo de ventos em torno da
INB.
Também foram processados os cálculos
removendo-se a chaminé da FPP e do SS
alternadamente para verificar a influência de
cada fonte isoladamente. Com base nos
resultados de concentração máxima da Tabela 3,
a concentração integrada das chaminés é
resultante da superposição das duas plumas a
uma determinada distância das chaminés. No
entanto, isso não representa o somatório da
concentração das duas chaminés.
Os resultados evidenciam que o relevo e
principalmente
os
prédios
influenciam
diretamente no aumento da concentração.
Conseqüentemente, a ausência do relevo e em
especial dos prédios evidenciam a redução da
concentração. A distância de deposição da
concentração máxima ratifica que o relevo e
preponderante os prédios influenciam na
distância de deposição do poluente próximo as
instalações.
No cenário sem relevo e com prédios,
observa-se também, que os prédios influenciam
na distância de deposição do efluente gasoso do
Secador Spray, depositando-se próximo da fonte
devido a direção predominante do vento na saída
da chaminé e de encontro com os prédios da
fábrica de Pó e Pastilha.
Os demais cenários confirmam que a
distância de deposição da concentração de
máxima da chaminé da fábrica de Pó e Pastilha é
menor que a do Secador Spray, sendo a vazão
de saída dos gases, o principal fator que
contribui para esse acontecimento.
A concentração máxima está diretamente
proporcional a configuração da fonte e observase também que os prédios não influenciam na
concentração máxima do efluente da fábrica de
Pó e Pastilha.
A distância onde é observada a
concentração
máxima
é
inversamente
proporcional à própria concentração. Ou seja,
quanto maior a distância que a pluma percorre,
maior será seu espalhamento nas direções y e z
Índice 27
(vertical e horizontal), e com isso os poluentes
serão diluídos. Conclui-se que um estudo
preliminar antes da implantação de um
empreendimento, que fará uso de uma chaminé
para a dispersão de poluentes, é de grande
importância. Este estudo possibilitará indicar que,
na direção predominante do vento, não deve
haver obstáculos, como edificações e relevo
acidentado, para a pluma poder percorrer um
caminho livre e não formar regiões de
estagnações, possibilitando assim a diluição dos
poluentes.
Levando em consideração o cenário
completo de emissões, foram avaliados cenários
para períodos de exposição 1, 3, 12, 24 horas e
anual. Consequentemente, quanto maior o
período menor é a concentração, por isso o
período de 1 hora é o caso mais crítico e deve
ser levado em consideração em estudos de
impacto ambiental. Estes resultados estão
apresentados na Tabela 4.
O ISCST3 é um software de alta
complexidade, para sua utilização, muitos dados
são necessários e nem sempre estão
disponíveis, requer treinamento adequado e
algumas simplificações podem ser feitas pelo o
uso do software SCREEN.
A comparação entre os softwares
(ISCST3 e SCREEN), foi realizada indicando se
realmente existe a possibilidade de substituir o
ISCST3 pelo SCREEN. Foi realizado o
processamento do SCREEN, com base no
cenário que evidenciou melhor similaridade (sem
relevo e sem edificações).
O processamento no SCREEN, em
função de sua limitação, foi realizado
individualmente para cada chaminé.
Os resultados de concentração máxima
de material particulado e distância de deposição
são apresentados na Tabela 5, confrontando os
softwares ISCST3 e SCREEN.
As diferenças não são tão grandes
quando se deixa de considerar as edificações e o
relevo. O erro foi de 13,8 % para concentração
da chaminé da fábrica de pó e pastilha e 29,2 %
para chaminé do secador spray.
Espereva-se que o resultado do SCREEN
fosse realmente maior devido sua característica
mais conservativa em relação ao ISCST3. No
entanto, menos preciso comparado ao ISCST3,
pois o mesmo é um modelo mais sofisticado.
Conclusões
O cálculo de dispersão de plumas
atmosféricas a partir de modelos gaussianos é
um instrumento de estudo simplificado da
realidade e passível de uma série de críticas,
segundo os pontos de vista teórico e de
aplicação prática. Todavia, tal modelo tem sido
aceito como uma ‘ferramenta de trabalho’ em
estudos de avaliação para a emissão de fontes
fixas, pois serve para ilustrar comparativamente
diferentes cenários de emissão de poluentes.
Além disso, não existe um ganho significativo de
informação gerado pela aplicação de modelos
mais sofisticados se não existirem dados
adequados para o uso de tais modelos. Portanto,
aplicação do modelo de ‘pluma gaussiana’ deve
ser considerada em função dos objetivos da
análise em questão, dos recursos disponíveis e
das condições locais existentes.
No caso específico da INB, observou-se
uma grande influencia das edificações e do
relevo no resultado final dos cálculos, tanto no
alcance da pluma como nas concentrações
máximas obtidas.
Uma comparação entre o ISCST3 e o
SCREEN indicou que é possível usar esta
ferramenta simplificada para estimar os efeitos
de uma fonte fixa na INB.
Neste trabalho não foram consideradas
as influências dos corpos de água no entorno da
INB, que certamente tem relativa influência no
cálculo.
Por questão de sigilo, as taxas de
emissões
dos
poluentes
foram
usadas
parametrizadas, mas que não influenciam na
forma da pluma e de seu alcance, bastando
multiplicar a taxa de emissão pelo respectivo
fator de correção e conseqüentemente as
concentrações obtidas.
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c ( x, t ) =
∞ ∞ ∞
∫∫
∫ Q( x, t x0 , t0 ) c( x0 , t0 ) dx0 +
−∞−∞−∞
c ( x, y , z , t ) =
∞ ∞ ∞ t
∫ ∫ ∫ ∫ Q( x, t x , t ) S ( x , t )dt dx
'
'
'
'
'
'
(1)
− ∞ − ∞ − ∞ to
∞ ∞ ∞
∞ ∞ ∞ t
∫ ∫ ∫ Q( x, y, z, t x , y , z , t ) c( x , y , z , t ) xdx dy dz + ∫ ∫ ∫ ∫ Q( x, y, z, t x' , y' , z' , t ' ) xS ( x' , y ' , z' , t ' )dt ' dx' dy' dz '
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
(2)
0
−∞ −∞ −∞
c ( x, y , z ) =
8. CONAMA. Resolução 03 de 28 de junho
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9. U.S. Environmental Protection Agency.
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Relatório de Impacto Ambiental, 1998.
− ∞ − ∞ − ∞ t0
2
2
 y2  




q
 x  exp − ( z − h)  − exp − ( z + h)  
exp −
2
2
2






2
σ
2
σ
2
σ
2π u.σ yσ z
y  
z
Z





(3)
Figura 1 - Rosa dos ventos dos valores de 2006 obtidos pela estação meteorológica da INB.
Índice 29
Figura 2 - Concentração Máxima de MP para as chaminés FPP e SS, 470,9 µg m-3, Média 1 hora Caso Base
Figura 3 - Concentração. Máxima de MP para as chaminés FPP e SS, 537,7 µg m-3, Média 1 hora
(com edificações e sem relevo)
Índice 30
Figura 4 - Concentração Máxima de MP para as chaminés FPP e SS, 225,1 µg m-3, Média 1 hora
(sem edificações e com relevo)
Figura 5 - Concentração Máxima de MP para as chaminés FPP e SS, 153,4 µg m-3, Média 1 hora
(sem edificações e sem relevo)
Índice 31
Tabela 1 - Definição da Estabilidade Atmosférica segundo Pasquill-Gifford (Seinfeld e Pandis,
1998)
Dia
Radiação solar incidente
Velocidade do
vento
m s-1 (a 10 m)
Forte
Moderada
Leve
0à2
2à3
3à5
5à6
>6
A
A-B
B
C
C
A-B
B
B-C
C-D
D
B
C
C
D
D
Onde:
A: muito instável
B: moderadamente instável
C: levemente instável
Noite
Levemente
Nublado ≥ 4/8
--E
D
D
D
Claro ou pouco
Nublado ≤ 3/8
--F
E
D
D
D: neutra
E: moderadamente estável
F: muito estável
Tabela 2 - Dados de Entrada do Modelo ISCST3.
LOCALIZAÇÃO DA FONTE E
PARÂMETROS DE LIBERAÇÃO
CHAMINÉS
Pó e Pastilha
Coordenada UTM X [m]
536983,16
Coordenada UTM Y [m]
7511316,69
Altura de liberação dos gases [m]
35
Taxa de emissão [g/s]
1,0
Temperatura de saída dos gases [K]
292,1
Diâmetro interno da chaminé [m]
1,6
Velocidade de saída dos gases [m/s]
18,1
Vazão de saída dos gases [m3/s]
36,39
Coordenadas da Torre Meteorológica em UTM
Zona: 23 (W 48 para W 42) (Sul)
Coordenada X [m]
536412,15
Coordenada Y [m]
7511464,40
Eixo X
Eixo Y
536000
45
200
8800
7510800
45
200
8800
2025 Receptores
2º GRADE CARTESIANA
Coordenada SW [m]
Numero de pontos
Espaço [m]
Extensão [m]
537159,84
7511314,63
20
1,0
323
0,48
8,5
1,54
121 Receptores
1º GRADE CARTESIANA
Coordenada SW [m]
Numero de pontos
Espaço [m]
Extensão [m]
Secador Spray
Eixo X
Eixo Y
532000
11
100
1000
7507000
11
100
1000
Índice 32
Tabela 3 - Concentração Máxima de Material Particulado, Média de 1 hora - ISCST3
Figuras
Figura 2
Figura 3
Figura 4
Figura 5
Identificação
das Chaminés
FFP e SS
Concentração
[µg m-3]
470,9
FFP e SS
537,7
FFP e SS
225,1
FFP e SS
153,4
*Localização
UTM x e y [m]
537000 e 7511200
537200 e 7511400
536200 e 7511700
536500 e 7510900
**Distância
[m]
128,5
184,0
251,3
100,1
849,5
1012,4
625,3
764,9
Cenário
Com relevo e com
prédios
Sem relevo e com
prédios
Com relevo e sem
prédios
Sem relevo e sem
prédios
Tabela 4 – Concentração Máxima de Material Particulado, Média de 1, 3, 12, 24 horas e Anual
Período
Identificação
das Chaminés
1
3
12
24
Anual
FFP e SS
Concentração
[µg m-3]
470,9
236,0
96,1
72,5
16,4
Localização
UTM x e y [m]
537000 e 7511200
536900 e 7511400
536900 e 7511200
536800 e 7511200
537000 e 7511300
Distância
[m]
128,5 e 184,0
98,6 e 251,5
136,8 e 267,6
202,3 e 359,6
45,0 e 140,3
Cenário
Com relevo e com
prédios
Tabela 5 - Comparação dos resultados obtidos com o ISCST3 e SCREEN (sem relevo e prédio)
Chaminé
FPP
SS
Conc. (µg m-3)
ISCST3
SCREEN
16,7
19,0
148,4
191,7
Distância (m)
ISCST3
SCREEN
1344,7
1340
764,9
780
Índice 33
CONTRIBUIÇÕES DA GEOMETRIA NÃO EUCLIDIANA NA PRODUÇÃO
DE FLUIDOS COMBUSTÍVEIS SINTÉTICOS
CONTRIBUTIONS OF THE NON-EUCLIDEAN GEOMETRY ON THE PRODUCTION OF
SYNTHETIC LIQUID FUELS
DE BONI, Luis Alcides Brandini¹; SILVA, Isaac Newton Lima da¹.
1
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de
Materiais. Av. Ipiranga, 6681 - Partenon - Porto Alegre/RS - CEP: 90619-900, Brasil
* Autor correspondente e-mail: [email protected]
Received 13 December 2010; received in revised form 22 December 2010; accepted 28 December 2010
RESUMO
As necessidades de produzirem combustíveis a partir de fontes menos poluentes, a partir de matériasprimas renováveis, consumindo menos energia e gerando menos resíduos são algumas das prioridades para
garantir o futuro sustentável da nação. Neste contexto determinar adequadamente quando a reação química
que produz o combustível atingiu o seu fim é importante para elevar a eficiência energética do processo. A
técnica utilizada para monitorar a reação de produção do combustível consistiu em emitir um feixe de laser no
meio reacional, produzindo um holograma. A medida da taxa de variação de tal holograma em função da
cinética da reação permite determinar quando a reação química entrou em equilíbrio químico. Como resultado,
é possível correlacionar a variação do espalhamento da luz com a cinética da reação.
Palavras-chave: Transesterificação, Geometria não Euclidiana, Equilíbrio Químico, Matemática Aplicada.
ABSTRACT
The requirements for producing fuels from less polluting sources, from renewable raw materials,
consuming less power and to generate a smaller amount of waste are some of the priorities to ensure the
sustainable future of the nation. In this context, correctly determine when the chemical reaction that produces
the renewable fuel has reached the chemical balance is important to increase the energetic efficiency. The
technique used to monitor the reaction that produces the fuel consisted in to deliver a laser beam in the reaction
medium, producing a hologram. The measure of the rate of change of the hologram surface as a function of the
reaction kinetics, allows to determine when the chemical reaction came to chemical equilibrium. As result it is
possible to correlate the light scattering variation with the reaction kinetics.
Key-words: Transesterification, non-Euclidean geometry, Chemical Equilibrium, Applied Mathematics
Índice 34
INTRODUÇÃO
A produção de fluídos combustíveis
sintéticos, de origem renovável, é tida como
prioridade estratégica para o desenvolvimento
nacional (MCT, 2008; MD, 2010; 4ªCNCTI,
2010). Um dos combustíveis geralmente
apresentados como portador de futuro é o
biodiesel.
Neste trabalho serão exploradas questões
fundamentais para o desenvolvimento da
tecnologia de produção do biodiesel, como por
exemplo, a determinação acurada do momento
que a reação de transesterificação atingiu o
estado de equilíbrio químico. Em geral as
técnicas de acompanhamento são dispendiosas,
como por exemplo, a cromatografia. É
fundamental a procura por técnicas de baixo
custo e de rápida resposta.
Quando pensamos na produção de um
combustível renovável, associamos a esta idéia
conceitos intrinsecamente provindos da química
verde (LENARDÃO, 2002), como o uso de fontes
renováveis de matérias-primas, busca pela
eficiência energética, economia de átomos e
análise em tempo real para a prevenção da
poluição. Há o desafio de como prover estas
soluções da melhor forma possível.
O biodiesel é um combustível produzido
com o uso de fontes renováveis de matériasprimas, geralmente através da reação de
transesterificação, conforme a Figura 1. Nesta
reação química uma molécula de um triglicerídio
qualquer é convertida no respectivo monoalquiléster.
De acordo com Van Gerpen (2002) a
transesterificação utilizando óleo de soja,
metanol e NaOH, demora um período de tempo
para a reação ser concluída. Este tempo varia
em função da temperatura reacional. A 20°C, por
exemplo, a reação será concluída entre 4 e 8
horas e a 60°C a reação será concluída entre 1 e
2 horas. A diferença, além do tempo de reação, é
o custo energético da reação. A Figura 2
apresenta a influência da temperatura sobre o
tempo de reação.
O intervalo de tempo, entre 1 e 2 horas,
apresenta um consumo energético diferente.
Desta forma, determinar rapidamente quando a
reação entrou em equilíbrio químico, ou foi
concluída, é importante para melhorar a
eficiência energética da reação.
Figura 2. Tempo de reação em função da tempe
ratura.
Fonte: TchêQuímica (2008),
adaptado de Van Gerpen (2007)
Ao refletir sobre isto, naturalmente
surgem as questões: “o que a geometria tem
haver com isto?” e “o que é geometria não
Euclidiana?”.
Para responder a estas questões
analisaremos inicialmente o que é a geometria
Euclidiana. A geometria Euclidiana, de forma
simplista, pode ser resumida pela matemática
ensinada na escola. Esta geometria baseia-se
em 5 postulados (FITZPATRICK, 2010):
1. Uma linha reta pode ser traçada entre
dois pontos quaisquer;
2. Uma
reta
pode
ser
estendida
indefinidamente para os dois lados;
3. Dado um centro e um raio, é sempre
possível traçar um círculo;
4. Todos os ângulos retos são iguais entre
si;
5. Se duas retas (A e B) em um plano são
interceptadas por outra reta C tal que os
ângulos (a e b) de um mesmo lado de C
somam um valor menor que 180°, então
as retas A e B, quando prolongadas do
lado dos ângulos a e b, irão se encontrar
Índice 35
em algum ponto.
Não é dubitável a veracidade dos 4
primeiros postulados, porém o 5 postulado nem
sempre é verdadeiro.
De acordo com os livros didáticos de
matemática tradicionalmente utilizados no ensino
escolar Brasileiro, tem-se que a soma dos
ângulos internos de um triângulo é sempre igual
a 180°, todavia isto não é real. A soma dos
ângulos internos de um triângulo só será igual se
a curvatura Gaussiana da superfície (K), onde o
triângulo esta exposto for igual a zero (Bonola,
1912).
Euclidiano, onde a curvatura gaussiana (K) é
igual a zero. O sólido de revolução desta reta
gera um cone. E a imagem mais a direita, da
Figura 4, utiliza a visão de reta proposta por
Riemann, o sólido de revolução desta reta gera
uma figura conhecida como pseudo-esfera
(Figura 5), tal figura também é referida como
tractróide, tractricóide, tractrizóide ou antiesfera,
(Steinhaus, 1999). A pseudo-esfera é uma
superfície de revolução, de curvatura gaussiana
negativa constante (K<0), gerada através da
rotação de uma tractriz sobre sua assíntota.
Neste trabalho será utilizado o conceito
de linha reta definido por Georg Friedrich
Bernhard Riemann (1826 – 1866). “Uma linha
reta entre dois pontos é apenas a curva de
menor comprimento, sobre a superfície, entre os
dois pontos.” (Gray, 1988).
No mundo natural, K pode ser maior,
menor ou até igual a zero. Isto implica dizer que
a soma dos ângulos internos de um triângulo
pode ser maior, menor ou igual a 180°.
Neste contexto será analisado o resultado
de imagens digitalizadas da reação de
transesterificação
monitoradas
por
espectroscopia de correlação de fótons em
tempo real.
Para comentar os efeitos da digitalização
do experimento, gostaria de fazer minhas as
palavras de Klügel (1763) (Volkert, 2006) apud
O’Shea 2009, “Evidentemente, talvez seja
possível que retas que não se cruzem, talvez
divirjam uma da outra. Sabemos que isto é
absurdo, não por inferência rigorosa ou por
conceitos claros de linhas retas e curvas, mas
pela experiência e julgamento de nossos olhos”.
DESENVOLVIMENTO
Uma reação de transesterificação foi
montada conforme a Figura 3. Onde um feixe de
laser foi emitido a partir de uma fonte luminosa
(1), atravessou um meio reacional (3) e
impressionou
um
sensor
(4),
conforme
apresentado por Silva e De Boni (2010).
A Figura 4 é uma montagem de uma
imagem que foi capturada do experimento, onde
se observa o holograma original e duas cópias
da imagem com as bordas destacadas.
Considerando-se a imagem central, o destaque
da borda é feito com uma reta no sentido
Figura 5. Pseudo-esfera
Fonte: wikimidia (2010)
Durante o andamento da reação de
transesterificação, a superfície ou o volume do
holograma da Figura 4 variou de magnitude. Esta
superfície parou de variar seu tamanho quando a
reação supostamente entrou em equilíbrio
químico, conforme a seqüência de imagens da
Figura 6.
O
monitoramento
da
reação
de
transesterificação foi dividido em quatro
conjuntos de instantes específicos A, B, C e D.
Estes instantes possuíam características bem
distintas, e podiam ser observados à olho nu,
todavia o uso do equipamento de proteção
individual foi realizado, para evitar danos à visão.
Os instantes são descritos a seguir:
Instante A: antes do início da reação.
Antes de a reação iniciar foi capturado o valor da
intensidade luminosa impressa pelo laser sobre o
sensor LDR. Desta forma foi possível determinar
a absorvância que uma camada de óleo de soja
de 10cm de espessura, à 60°C ofereceu a
passagem do feixe de laser. Este valor foi
arbitrado como T = 0s. O efeito visual de T = 0s
pode ser analisado na Figura 6, sob o índice de
número 1, da série de fotografias.
Índice 36
Instante B: após a adição da solução de
alcoólica de catalisador. Ocorreram uma série de
eventos muito velozes, iniciados no momento em
que foi adicionado ao reator a mistura de álcool e
catalisador. Estes eventos causaram grande
perturbação ou dispersão na trajetória do laser.
Na Figura 6, estes eventos estão sob os índices
de 2 à 10. Dentro do reator, o feixe de laser
disperso tomava a forma de um cone ou de uma
pseudo-esfera, e ao sair do reator, a forma
parecia se alterar para um cilindro. Tal
fenômeno, curiosamente, lembrou de forma
distante a difração cônica interna da luz em um
prisma com simetria biaxial, conforme o descrito
por Hamilton (1837) em Third supplement to an
essay on the theory of systems of rays.
Instante C: após os instantes de grande
dispersão do feixe de laser. A mistura de óleo de
soja,
metanol
e
catalisador
tornou-se
homogênea, e foi monitorado um fenômeno de
aumento de intensidade luminosa sobre o sensor
LDR (Light Dependent Resistor), caracterizado
pela redução da dispersão (ou absorção) do feixe
de laser. Estes instantes estão representados na
Figura 6, sob os índices de 11 a 21. O aumento
da intensidade luminosa sobre o sensor LDR foi
registrado através da redução da resistência
elétrica do sensor, até um instante em que a
resistência e a dispersão do feixe de laser se
tornaram mínimas e a passagem do feixe foi a
mais elevada durante o andamento da reação
(Figura 6, índice 21).
Instante D: Após a dispersão mínima do
feixe de laser e menor quantidade de resistência
elétrica obtida através do sensor LDR. Após este
Instante (C), voltou a ser observado e registrado
a elevação da resistência elétrica no sensor LDR
e um novo aumento da dispersão do feixe de
laser, porém menos intenso que a dispersão
provocada pela adição do álcool e do catalisador.
Na Figura 6, estes eventos estão registrados sob
os índices de 22 à 25.
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Tendo em vista a dificuldade de se
determinar experimentalmente a curvatura
gaussiana (K) da superfície observada, tem-se
que:
→ K = 0. A figura pode ser descrita como
um cone. Desta forma, a soma dos ângulos (∠)
internos do triângulo formado pela superfície
contida na Figura 4 será: ∠ A + ∠ B + ∠ C = π. O
volume interno desta figura pode ser calculado
pela expressão 1/3·π·h·r².
Também, → K = 0, a cinética da reação
não pode ser monitorada pela variação da soma
dos ângulos internos do triângulo, pois ∠ A +
∠ B + ∠ C = π = cte.
Porém, → K ≠ 0. A figura não pode ser
descrita como um cone, devendo ser descrita
como uma pseudo-esfera. Assim sendo:
∠ A + ∠ B +∠ C ≠ π. E o volume interno desta
figura pode ser calculado pela expressão 2/3·
π·r³, se o limite de r tender ao infinito.
Então, → K ≠ 0, a cinética da reação pode
ser monitorada através variação da soma dos
ângulos internos de um triângulo, pois ∠ A + ∠ B
+ ∠ C ≠ π ≠ cte.
Determinar a curvatura da superfície
obtida experimentalmente é importante para ir
além da análise em tempo real da reação de
transesterificação para a prevenção da poluição,
isto permitirá a predição com maior precisão do
momento em que a reação irá entrar em
equilíbrio químico, uma vez que serão utilizadas
as equações que melhor descrevem o holograma
contido na Figura 4.
CONCLUSÕES:
Através deste trabalho conclui-se que é
possível determinar em tempo real o momento
aproximado
em
que
a
reação
de
transesterificação do óleo de soja com metanol
atinge o estado de equilíbrio químico, através de
técnicas de geometria e/ou trigonometria.
Apesar de incomum, e ainda em estágios
de desenvolvimento, a técnica produz resultados
adequados e com boa reprodutibilidade. Esta
metodologia tende a elevar a sustentabilidade
dos processos químicos.
AGRADECIMENTOS:
O autor agradece a PETROBRAS e ao
CNPq pelo suporte financeiro fornecido a esta
pesquisa.
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Índice 38
Figura 1. Reação de transesterificação
Figura 3. Montagem da reação de transesterificação
Figura 4. Imagem capturada de um experimento.
Índice 39
Figura 61. Variação da superfície do holograma formado no interior do reator ao longo da reação de
transesterificação até o momento do equilíbrio químico. Fonte: Eidt, 2010
1 A Figura 6 foi originalmente cedida à C. Eidt, para publicação na Revista Ciência Hoje, n. 277, Dez. 2010. Para ver esta
imagem em cores, favor consultar a revista CH.
Índice 40
AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE DA ENZIMA POLIFENOLOXIDASE E
INTERCALAÇÃO DO FOSFATO DE CÁLCIO COM HIDRÓXIDO DE
TETRABUTILAMÔNIO
EVALUATION OF ACTIVITY OF POLYPHENOLOXIDASE ENZYME AND
INTERCALATION OF THE CALCIUM PHOSPHATE WITH TETRABUTYLAMMONIUM
HYDROXIDE
CESÁRIO, Moisés Rômolos1; MOURA, Danyelle Medeiros de Araújo1, MACEDO, Daniel Araújo de2;
LIMA, Cícero Bosco Alves de3.
1
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Departamento de Química, Av. Senador Salgado Filho, s/n,
CEP 59072-970, Campus Universitário – Lagoa Nova, Natal – RN, Brasil
2
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Departamento de Engenharia de Materiais
3
Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Departamento de Química, Rua Almino Afonso, 478, CEP
59610-210, Centro, Mossoró – RN, Brasil
Received 30 March 2010; received in revised form 04 October 2010; accepted 10 October 2010
RESUMO
Os biossensores são dispositivos digitais compostos por semicondutores intimamente ligados a um
componente biológico, geralmente uma enzima imobilizada, que são utilizados para medir a concentração de
um substrato específico. O presente trabalho teve como objetivos obter e purificar a enzima polifenoloxidase
(PFO) obtida a partir do extrato bruto de inhame (Alocasia macrorhiza), e estudar a reação de esfoliação do
fosfato de cálcio (CaP) com o hidróxido de tetrabutilamônio (TBA +OH-). O estudo termogravimétrico indicou a
formação da fase pirofostato acima de 400ºC não apenas no CaP (branco), mas também no CaP intercalado
com TBA+OH-. Além disso, o CaP intercalado também apresentou perdas de massa entre 350 e 400°C
relativas à eliminação do composto orgânico tetrabutilamônio. O valor de atividade enzimática igual a
860,00U/mL (solução tampão 0,10mol.dm-3, pH 7) sugere que a enzima extraída do inhame tem afinidade para
com o substrato (pirogalol) utilizado neste trabalho, estando apta a ser incorporada nas lamelas no fosfato de
cálcio.
Palavras-chave: Polifenoloxidase, atividade, fosfato de cálcio
ABSTRACT
Biosensors are digital devices composed of semiconductors connected to a biological component,
usually an immobilized enzyme, which are used to measure the concentration of a specific substrate. This study
aimed to obtain and purify the polyphenol oxidase enzyme (PPO) obtained from the crude extract of yam
(Alocasia macrorhiza), and study the exfoliation reaction of calcium phosphate (CaP) with tetrabutylammonium
hydroxide (TBA+OH-). The thermogravimetric study indicated the formation of the pyrophosphate phase above
400°C not only in CaP (white), but also in intercalated CaP with TBA+OH-. In addition, the intercalated CaP also
presented mass losses between 350 and 400°C related to the elimination of the tetrabutylammonium. The value
of enzymatic activity (860.00U / mL, buffer solution 0.10mol.dm -3, pH 7) suggests that the extracted enzyme
from the yam has affinity towards the substrate (pyrogallol) used in this work. According to this result, it may be
incorporated into the lamellae in the calcium phosphate.
Keywords: Polyphenoloxidase, activity, calcium phosphate
Índice 41
Introdução
O aumento inadvertido na produção e
utilização de produtos químicos observado nas
últimas décadas tem causado problemas de
poluição ambiental de maneira generalizada
praticamente em todas as partes do mundo. A
proteção ambiental vem adquirindo grande
importância na sociedade contemporânea, que
tem cobrado mecanismos rápidos e eficientes de
controle dos processos de contaminação
ambiental. Neste contexto, o desenvolvimento de
biossensores
tem
sido
de
fundamental
importância para a determinação e quantificação
de poluentes de forma rápida e seletiva
(Macholan, 1990, Signori et al., 1994).
Os biossensores são dispositivos digitais
compostos por semicondutores intimamente
ligados a um componente biológico, geralmente
uma enzima imobilizada, que são utilizados para
medir a concentração de um substrato
específico. O sinal gerado pelo dispositivo é
diretamente proporcional à concentração do
metabólito no fluido biológico. Um analito, ao
entrar em contato com o transdutor (composto de
um eletrodo de trabalho, uma matriz orgânica ou
inorgânica contendo uma enzima imobilizada
sobre o eletrodo de trabalho), desencadeia uma
reação química gerando um sinal digitalizado
pelo transdutor. A digitalização converte a reação
química em um sinal elétrico.
Um número considerável de poluentes
orgânicos, que se encontram largamente
distribuídos no meio ambiente, possui estrutura
fenólica. Fenóis e seus derivados, como
clorofenois
e
compostos
aromáticos
relacionados, são conhecidos devido a sua
elevada toxidade e por serem compostos
comuns em efluentes industriais oriundos das
atividades de produção de plásticos, corantes,
tintas, detergentes, desinfetantes, refinaria de
petróleo e principalmente de papel e celulose.
Muitos destes compostos possuem efeitos
tóxicos em animais e plantas, pois facilmente
penetram pela pele e membranas celulares,
determinando
um
amplo
espectro
de
genotoxidade, mutagenicidade, a antraquinona
por exemplo, (11th Report on Carcinogens,
2005), e efeitos hepatóxicos, além de afetarem
as velocidades das reações biocatalizadas nos
processos de respiração e fotossíntese (Signori
et al., 1994, Rossato et al., 2001).
Deste
modo,
atualmente
existe
um
consenso universal a respeito da necessidade de
monitorar
continuamente
o
teor
de
contaminantes químicos nos cursos de águas
naturais e nos inúmeros efluentes industriais
descarregados nestes recursos hídricos (Fendler,
1996, Freire et al., 2000).
As análises tanto de fenol como de
espécies fenólicas podem ser realizadas,
principalmente,
por
meio
de
métodos
espectrofotométricos
e
cromatográficos.
Entretanto, estas técnicas não permitem o
monitoramento contínuo “in situ”, pois são de alto
custo, lentas, necessitam de operadores bem
treinados, e em alguns casos, requerem etapas
de extração ou pré-concentração, que aumentam
o risco de perda da amostra (Rossato et al.,
2001).
A necessidade de métodos analíticos
mais versáteis para o monitoramento ambiental
tem estimulado a produção de uma variedade de
métodos. Os biossensores revelam grandes
perspectivas quanto a sua utilização no
monitoramento “in situ”. Fosfatos inorgânicos
lamelares são excelentes materiais hospedeiros
para imobilização de proteínas e enzimas, são
ótimos trocadores iônicos e são capazes de ligarse a uma variedade de íons metálicos e a cátions
orgânicos nas regiões lamelares. O composto
fosfato de zircônio, Zr(HPO4)2.nH2O (ZrP) tem
sido bastante estudado e as proteínas redoxativas citocromo c (cyt c) e horseradish – HRP
(raiz-forte) são transportadores de elétrons que
contêm heme como grupo prostético. O heme é
uma molécula de porfirina contendo um átomo de
ferro, que na mioglobina ena hemoglobina,
permanece no estado ferroso Fe2+. O íon ferro é
responsável pela capacidade de transferência de
elétrons dessas proteínas (Kim et al.,1997,
Durford, 1991, Lima et al., 2004, Lima et al.,
2002).
As enzimas são, em sua maioria,
proteínas que catalisam com grande eficiência as
reações metabólicas sob diversas condições, tais
como, pH, temperatura, concentração e meio
iônico. A enzima polifenol oxidase (PFO),
presente em grande quantidade de vegetais
como inhame, feijão, batata doce, banana, etc,
catalisa a oxidação tanto de monofenóis (tirosina
e fenol) e difenóis (categol) como de trifenóis
(pirogalol). Atualmente, vários procedimentos
para determinação de fenóis usando métodos
enzimáticos vêm sendo empregados e um deles
é a construção de biossensores utilizando a
enzima PFO (Lima et al., 2001, Vieira et al.,
Índice 42
2003, Perone et al., 2009).
Este trabalho teve como objetivo principal
extrair a enzima PFO com alta atividade e
estudar a intercalação do CaP com o TBA+OH-.
Material e Métodos
O inhame (alocassia macrorhiza) utilizado
para preparar o extrato bruto foi proveniente da
cidade de Mossoró, Rio Grande do Norte.
Para preparar o extrato bruto de PFO,
100g de inhame foi homogeneizado em
liquidificador com 200mL de tampão fosfato
0,1M, pH entre 6 e 8, contendo 10g de ácido
ascórbico. Utilizou-se ácido ascórbico para
diminuir a oxidação da enzima PFO durante o
processo. A seguir, o material foi filtrado e
centrifugado a 600rpm, durante 60min. As
soluções sobrenadantes foram armazenadas em
refrigerador e poderão ser utilizadas como fonte
enzimática na construção de membranas para
biossensor (Lima et al., 2001, Vieira et al., 2003).
Todos os reagentes foram de grau analítico.
A atividade enzimática foi determinada
pela medida de absorbância em λ= 450nm, da
melanina resultante da polimerização da
quinona, formada após reação entre 0,2mL da
solução sobrenadante e 2,8mL de solução 0,05M
de pirogalol em tampão fosfato 0,1M (pH entre 6
e 8), à temperatura de 25°C. A atividade
enzimática (At, U/mL) foi calculada a partir da
curva de absorbância versus o tempo de reação
usando a equação 1:
At = 1000 Δabs
(1)
V x Δt
Onde V é o volume da solução resultante
(enzima mais pirogalol) 3,0; Δt é a variação do
tempo da reação enzimática e Δabs é a variação
da absorbância da solução da reação observada.
Uma unidade de polifenoloxidade (U) é definida
como a quantidade de enzima que causa um
aumento de 0,001 na absorbância por minuto
dentro das condições descritas (Cestari et al.,
2002). As medidas da atividade da enzima foram
conduzidas usando um espectrofotômetro UV
modelo mini 1240 da marca SHIMADZU.
O processo utilizado para purificação da
enzima foi o da diálise. Neste processo, a
solução sobrenadante contendo a PFO foi
colocada dentro de um saco de material
semipermeável, como o celofane (acetato de
celulose). Quando o saco de diálise é imerso em
tampão, as moléculas protéicas ficam retidas,
enquanto as moléculas pequenas ou íons
atravessam a membrana de diálise.
O CaP foi sintetizado adicionando-se
lentamente uma solução diluída de cloreto de
cálcio dihidratado a uma solução de fosfato de
amônio dibásico seguido de aquecimento a 90°C.
A suspensão formada permaneceu reagindo
durante 1h e, em seguida, o precipitado formado
foi filtrado e aquecido acima de 150°C por 12h a
fim de se obter o CaP livre de amônia.
Uma reação de esfoliação consiste na
separação das lamelas do composto através de
um reagente químico. Uma suspensão coloidal
foi preparada por titulação lenta do fosfato de
cálcio com uma solução 0,5M de TBA+OH-, em
água, para um pH constante igual a 8,0. A
completa esfoliação ocorreu após vários dias
com excesso de solução de TBA+OH-.
As análises termogravimétricas das
amostras de CaP e CaP intercalado com
TBA+OH- foram conduzidas em uma termobalança TGA-50 SHIMADZU, com uma razão de
aquecimento de 10°C min-1 e em fluxo de ar de
50ml min-1.
Resultados e Discussão
A atividade enzimática calculada a partir
da curva de absorbância versus o tempo de
reação foi de aproximadamente 860U/mL. Esse
valor sugere que a enzima extraída do inhame
tem afinidade para com o substrato (pirogalol)
utilizado neste trabalho. Alguns valores
encontrados na literatura para outros vegetais,
tais como, abobrinha, pêssego, mandioca,
respectivamente 262, 360, 1568U/mL, também
indicam essa particularidade.
Os valores do pH versus a atividade são
apresentados na Figura 1. Apenas um máximo
no pH 7,0 foi observado. Em geral a PFO mostra
atividade próxima a este valor.
O CaP é um sólido lamelar que se
comporta como um ácido, podendo ser ativado
através da reação com uma base como o
TBA+OH- (Malloouk et al., 1998, Kim et al., 1997).
O mecanismo é iniciado quando os cátions TBA+
são forçados a intercalar através da reação de
neutralização do ácido fraco matriz, com a base
forte. O átomo de oxigênio ligado ao hidrogênio
Índice 43
do ligante O2P(OH)2- é destacado do átomo de
cálcio, devido à hidrólise provocada pela entrada
dos grupos OH- do hidróxido, deixando deste
modo as lamelas com cargas negativas. Neste
processo, o sólido deve ter uma composição
aproximada Ca(H2PO4)[(TBA+)2PO4] H2O, sendo
disperso em água. A completa esfoliação
observa-se após alguns dias com a permanência
de uma suspensão coloidal esbranquiçada.
Dentro do espaço lamelar, devido à
presença dos cátions, ocorrerá uma maior
separação das lamelas, provocada, portanto,
pelas repulsões eletrostáticas cátion-cátion. Este
colóide é unilamelar e contêm, em ambos os
lados da lamela, os cátions TBA+. A intercalação
é feita para separar as camadas do CaP e tornálo apto a receber a enzima.
A Figura 2 apresenta as curvas
termogravimétricas das amostras de CaP e CaP
intercalado com TBA+OH-. Na Figura 2(a)
observa-se uma perda de massa no intervalo de
100 a 350°C relativa à saída das moléculas de
água e uma perda de massa devido à saída de
P2O5 e Ca2P2O7 acima de 400°C. Baseando-se
nestes dados, pode-se propor o seguinte
mecanismo para o processo de decomposição:
A curva termogravimétrica do CaP
intercalado com TBA+OH-, Figura 2(b), apresenta
perda de massa no intervalo de 350 à 400 oC,
indicando saída do composto tetrabutilamônio e
acima de 400oC inicia-se a formação do
pirofosfato de cálcio, Ca2P2O7.
A incorporação da enzima no CaP
intercalado com TBA+OH- será investigada em
trabalhos futuros.
Conclusões
Os resultados deste trabalho indicam que a
enzima PFO extraída do inhame está presente
na solução sobrenadante, pois o comprimento de
onda da quinona, referente à absorbância
máxima,
apresenta
uma
atividade
aproximadamente a 860U/mL em solução
tampão 0,1M, pH 7. Observou-se a formação de
uma solução coloidal esbranquiçada após
intercalação do TBA+OH- no CaP. A intercalação
do CaP com TBA+OH- foi efetivada e este
material é apto a receber a enzima PFO a fim de
se obter uma membrana enzimática para ser
utilizada como eletrodo em biossesores de
poluição.
Agradecimentos
Os autores agradecem a CAPES e ao
CNPQ pelo suporte financeiro necessário para a
realização deste trabalho.
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pepo) Química Nova 26:1 (2003) 39-43;
900
800
Atividade (U/mL)
700
600
500
400
300
200
100
0
6
6,4
7
7,2
7,5
pH
Figura 1 – Efeito do pH na atividade específica de PFO em extrato de inhame. Substrato: Piragalol
0,05M.
Índice 45
Figura 2 – Curvas termogravimétricas do (a) fosfato de cálcio e do (b) fosfato de cálcio intercalado com
hidróxido de tetrabutilamônio.
Índice 46
AVALIAÇÃO DA ADSORÇÃO DE ÍONS COBRE NA PERLITA
EMPREGANDO A VOLTAMETRIA DE PULSO DIFERENCIAL COM
ELETRODO DE CARBONO VÍTREO MODIFICADO COM QUITOSANA
EVALUATION OF ADSORPTION OF COPPER IONS IN THE PERLITE USING DIFFERENTIAL
PULSE VOLTAMMETRY EMPLOYING A CHITOSAN MODIFIED GLASSY CARBON ELECTRODE
NOGUEIRA, James Pyetro do Amaral1; CARVALHO, Araújo Daniel1, MARTINEZ-HUITLE, Carlos
Alberto 2; FERNANDES, Nedja Suely2
1,2
Universidade Federal do Rio Grande do Norte/UFRN - Departamento de Química Analítica
Av. Senador Salgado Filho s/n – Campus Universitário – Lagoa Nova, CEP 59078-970
Natal-RN, Brasil
e-mail: [email protected]
Received 09 September 2010; received in revised form 06 January 2011; accepted 11 January 2011
RESUMO
Neste trabalho a perlita, um aluminossilicato constituído por 72,1% de SiO 2 e 18,5% de Al2O3 foi
avaliada como adsorvente de íons cobre em solução aquosa utilizando a voltametria de pulso diferencial a
partir da utilização de um eletrodo de carbono vítreo modificado com quitosana (EMQ). Os testes de adsorção
realizados no intervalo de 5 a 30 minutos indicaram que 73% dos íons cobre foram adsorvidos em até 30
minutos.
Palavras-chave: perlita, eletrodo de carbono vítreo, quitosana, metais pesados
ABSTRACT
In this work the perlite, an aluminosilicate constituted by 72.1% of SiO 2 and 18.5% of Al2O3 was
evaluated as an adsorbent of copper ions in aqueous solution using the differential pulse voltammetry technique
employing a chitosan modified glassy carbon electrode (EMQ). The adsorption tests performed in the range
from 5 to 30 min indicated that an adsorption of copper ions around 73% at time of 30 min was achivied.
Keywords: perlite; glassy carbon electrode, chitosan, heavy metals
Índice 47
Introdução
O descarte por afluentes industriais
contaminados por metais pesados vem
reduzindo a pureza de rios e solos no meio
ambiente. Esses metais, em sua maioria,
possuem uma elevada ação tóxica, gerando
diversos problemas ambientais, afetando de
maneira direta a saúde do homem. O
aparecimento de problemas ambientais ligados
aos recursos hídricos forçou as autoridades a
elaborar leis, programas, políticas públicas e
planos para a conservação dos recursos
naturais. Aliado a uma constituição de leis
ambientais rígidas a respeito dos descartes
desses
afluentes
industriais,
tem
sido
desenvolvidas novas tecnologias com a
finalidade de diminuir ou eliminar traços de
metais como o cobre, zinco, manganês, cádmio,
chumbo, mercúrio, entre outros.
Dentre esses metais, o cobre é um dos
poucos que pode ser encontrado em forma
nativa na natureza. Devido à sua propriedade de
ductilidade, maleabilidade e resistência à
corrosão, este vem sendo aplicado na área da
construção civil e indústria automobilística, sendo
os equipamentos elétricos responsáveis pelo
consumo de mais de 60% deste metal utilizado
na indústria. Nesta classe, devem ser incluídos
transformadores,
equipamentos
eletrônicos,
transmissão de energia e geradores (HOMEM,
2001).
Concentrações anormais de íons cobre
no organismo humano podem ser atribuídas a
distúrbios metabólicos, patológicos e absorção
excessiva. A deficiência ou acúmulo de cobre na
dieta alimentar tem gerado mal funcionamento
dos órgãos humanos. As crianças são os mais
afetados a respeito dos efeitos da desproporção
da concentração desse metal de transição d,
causando síndromes clínicas como anemia,
diarréia e hipocupremia. (FAQUIM,1994)
O efeito biológico causado pelo cobre no
meio ambiente tem despertado grande
preocupação, uma vez que, dependendo da
concentração, este apresenta propriedades
ecotoxicológicas. Na vida marinha, os peixes são
os seres vivos mais afetados pelo descarte de
metais pesados por afluentes industriais. Para
esses animais, o cobre é o elemento mais tóxico
depois do mercúrio, sendo que para os de água
salgada esta toxicidade é amenizada devido à
alta capacidade de complexação deste meio
(NETO ALMEIDA, 2007).
A legislação Brasileira, através da
resolução CONAMA (Conselho Nacional do meio
Ambiente) n° 357 de 17/03/2005, estabelece
como limite máximo para emissão de cobre
dissolvido em efluentes o valor de 1 mg/L.
As principais técnicas de tratamento
disponíveis para remoção de metais envolvem
processos de precipitação, degradação química,
fotoquímica e adsorção (OLIVEIRA, 1992).
Dentro desses processos destaca-se a adsorção,
por ser um método químico rápido e de baixo
custo e com grande eficiência para remoção de
metais pesados em baixa concentração.
Legaly (1994) estudou a capacidade de
remoção de Cu2+ e Mn2+ em diferentes argilas e
foi observado que a preferência da argila pelos
íons Cu2+ diminuiu com o aumento da fração
molar dos íons Cu2+ na solução.
A adsorção simultânea de Cu2+, Cd2+ e Ni2+
me soluções aquosas foi investigada por Sousa
et al.(2001) utilizando alumina Al-55. Neste
estudo, observou-se que o Cu2+ foi mais
adsorvido que o Cd2+ e o Ni2+.
A argila em geral é um mineral natural, de
granulação fina, terroso e que apresenta em sua
estrutura silicatos hidratados formando tetraedros
de silício e oxigênio e octaedros de alumínio,
oxigênio e hidroxila. Dentro do grupo das sílicas
a perlita se destaca por apresentar um baixo
custo e um alto potencial de adsorção (ALMEIDA
NETO, 2007). A perlita é um argilomineral de
origem vulcânica vitrificada, um silicato de
alumínio amorfo metaestável. O tamanho deste
aluminossilicato é aumentado de 8 a 20 vezes
quando é submetido a uma faixa de temperatura
de 760 a 2000 oC. O processo de expansão da
perlita é comparado com a formação da pipoca.
A água presente na estrutura molecular da perlita
quando submetida ao rápido aquecimento é
vaporizada formando bolhas, causando um
inchaço e aumento do volume inicial (SOUZA,
2010). Quase toda a perlita é consumida na
forma expandida, apesar da forma não
expandida ter algumas aplicações. A Turquia
possui a maior reserva de perlita, do mundo com
cerca de 70% e produção total de 70x109 de
toneladas ao ano. Ela pode ser encontrada em
diferentes formas, tais como: granular, pó e
esfoliante (ALKAN, 2005).
A perlita expandida pode ser aplicada em
diversas áreas, como na construção civil,
isolantes (térmico e acústico), horticultura, filtro e
blocos refratários. A perlita pode ser também
Índice 48
utilizada em tintas, vidro, plásticos, resinas e
esmaltes. Esse tipo de argila é utilizado como
catalisador em reação química, inibidor de
oxidação e como abrasivo (ALKAN,1998;
SOUZA, 2010).
Na área ambiental, diversos trabalhos
têm sido publicados utilizando a perlita como
agente adsorvente de inseticidas, pesticidas,
matérias têxteis, resíduos radioativos e de
metais pesados. A capacidade de adsorção
desse mineral é aumentada após um tratamento
com reagentes orgânicos tornando o hidrofóbico
(BASTANI, 2006). As propriedades da perlita
expandida fazem com que o mineral seja útil em
muitas aplicações industriais inclusive na
remoção de metais pesados nos afluentes como
cádmio, cobre, chumbo, manganês, mercúrio e
entre outros (SOUZA, 2010). A perlita expandida
tem interessantes propriedades físico-químicas
por ser termicamente inerte, ter alta porosidade,
baixo peso molecular, não corrosivo, não
absorve água, facilidade de encontrar e de ser
um adsorvente ambientalmente correto.
A quitosana (Figura 1) é um biopolímero
obtido a partir da desacetilização dos grupos
amina da quitina, um dos mais abundantes
polissacarídeos encontrados na natureza. A
quitosana é um polieletrólito catiônico (em meio
ácido) que possui diversos grupos reativos
(hidroxila, acetamido, amino). Este polímero
natural vem despertando diversas áreas devido
as suas características e propriedades químicas
favoráveis a aplicações diversas. Entre suas
propriedades
destacam-se
atoxicidade,
biocompatibilidade e biodegrabilidade. Os
polímeros, em forma geral, possuem um caráter
neutro ou ácido, já a quitosana é um
polissacarídeo
básico,
mostrando
uma
característica particular em relação aos outros
polissacarídeos (SIGNINI,1998).
Na cadeia molecular da quitosana, os
átomos de nitrogênios estão na forma de amino
alifáticos primários e, assim, sofrem reações
peculiares de aminas. As cargas positivas da
quitosana vem dos grupos amino desacetilizado,
quando protonados em pH<6.0. Para as
poliaminas, quanto maior o número de grupos
protonados maior será a dissociação do ácido
conjugado
(R-NH3+),
devido à repulsão
eletrostática entre eles (MELO, 2007).
A quitosana pode ser obtida por diversas
formas, como gel, fibras ocas, esferas, cápsulas,
membranas, entre outras, oferecendo vantagens
nas aplicações comerciais, biomédica, indústrias
e ambientais (KUMAR,2000). A quitosana é
solúvel em ácidos orgânicos levemente fracos
como por exemplo, os ácidos acético, fórmico e o
lático. A solução de quitosana apresenta uma
alta viscosidade devido ao seu alto peso
molecular.
Dependendo
do
grau
de
desacetilação pode variar de 50 e 1000 Da.
Nas últimas duas décadas, tem sido
intensificada o número de publicações em
diversas
áreas
(biomédica,
farmacêutica,
alimentícia, agricultura, tratamento de água)
relacionadas á potencialidade da quitosana e a
sua modificação química, devido ao seu baixo
custo e propriedades químicas (SHAHIDI,1999).
Na área ambiental, esse polímero vem sendo
aplicado devido sua alta potencialidade de
adsorção de metais pesados (cobre, cádmio,
zinco e entre outros) em processos de
purificação de água. A elevada capacidade
adsortiva está relacionada ao grau de
desacetilação e a massa molecular relativa
(MELO,2007).
O desenvolvimento e aplicação de
eletrodos modificados com quitosana tem
apresentado crescente interesse nas áreas de
ciência e tecnologia, devido a quitosana ser uma
espécie quimicamente ativa e ter boas
características
físico-químicas
(reatividade,
seletividade, etc.) possibilitando assim uma
resposta adequada para diversos propósitos e
aplicações nas eletroanálises e sensores
químicos (JANEGITZ, 2007).
Janegitz (2007) estudou a determinação de
íons Cu(II) utilizando o eletrodo de pasta de
carbono modificado com quitosana por
voltametria
de
redissolução
anódica,
conseguindo um intervalo de concentração de
cobre de 2,0x10-7 a 7,4x10-6 mol L-1.
Este trabalho tem como objetivo avaliar a
potencialidade da perlita expandida na adsorção
de íons cobre utilizando um eletrodo de carbono
vítreo modificado com quitosana (EMQ).
Material e Métodos
A perlita expandida (fornecida pela
Schumacher Insumos para Indústria) foi
submetida à secagem numa estufa por 5h a uma
temperatura de 150 °C. Posteriormente foi
peneirada, para obtenção de uma fração
granulométrica de 100 mesh.
A solução de quitosana foi preparada pela
Índice 49
dissolução de 8,2 mg em 5 mL de ácido acético
(2%) sob agitação por 2 horas.
Um eletrodo de carbono vítreo, com área
geométrica de 2,0 mm2, foi usado para a
construção do eletrodo modificado de quitosana
(EMQ).
Para a modificação do eletrodo, foi
adicionada uma alíquota de 25 µL da solução de
quitosana cobrindo a superfície do eletrodo
vítreo. Em seguida foi seca a temperatura
ambiente por 30 minutos. Posteriormente o EMQ
foi mergulhado em 20 mL de ácido sulfúrico (3%)
para a obtenção do branco.
A solução contendo os íons cobre foi
preparada a partir do Cu(SO)4.5H2O em água
ultra-pura, na concentração de 1x10-2 molL-1 de
íons cobre. Esta solução foi posteriormente
diluída para uma concentração de 500 mgL-1 de
Cu2+.
As análises foram realizadas em um
potenciostato/galvanostato Autolab PGSTAT 12
(Eco Chemie) gerenciado pelo software GPES
4.9. A análise foi realizada numa célula
eletroquímica convencional com capacidade para
50 mL de solução, utilizando-se um sistema de
três eletrodos: eletrodo de trabalho de carbono
vítreo (diâmetro 2,0 mm), eletrodo de referência
de Ag/AgCl com KCl 3,0 molL-1 e um eletrodo de
platina como auxiliar.
Foram realizados, inicialmente, estudos
de otimização dos parâmetros operacionais da
técnica de voltametria de pulso diferencial, como:
Tempo de eletrodeposição (ted), potencial inicial
(Ei), potencial final (Ef), Potencial de degrau (Ed),
velocidade de varrredura(v) e amplitude de
potencial de pulso aplicado(DEp). As melhores
condições obtidas para estes parâmetros foram:
ted= 60s, Ei = -0,3V, Ef = 0,5V, Ed = -0,006V, v = 20
mVs-1 e DEp = 0,05V. A perlita foi utilizada como
adsorvente de íons cobres. Foi pesada 0,50 e
1,00 g de perlita expandida e submetida à
agitação magnética variando o tempo de 5 a 30
minutos, em intervalos de 5 minutos para
avaliação. A concentração da solução de íons
cobre foi de 500 mgL-1. Após o tempo da
adsorção, foram retiradas alíquotas, no volume
de 3 mL e submetidas a centrifugação, com a
finalidade de remover a perlita. Dessa alíquota,
retira-se 1 mL que foi adicionado a célula
eletroquímica juntamente com 20 mL de ácido
sulfúrico 3% (v/v). Em seguida, essa célula foi
submetida às medidas voltamétricas com o
eletrodo de trabalho de carbono vítreo
modificado com quitosana, eletrodo de Ag/AgCl
como referência e como o auxiliar o eletrodo de
platina (Figura 2). Todos os parâmetros foram
avaliados a fim de se obter o melhor
desempenho do sensor na determinação de íons
Cu(II).
Resultados e conclusões
Foi avaliado o potencial ideal para o prétratamento de Cu2+ no EMQ com quitosana no
potencial de -0,3 V em um intervalo de 0 a 60 s,
adicionando diferentes alíquotas de solução de
íons cobre 1,0 x 10-2 molL-1. O tempo de prétratamento que proporcionou um melhor perfil
voltamétrico, foi o de 2 s, sendo este tempo
adotado para as medidas eletroquímicas.
O método utilizado para obtenção da curva de
calibração foi à adição padrão. A curva analítica
foi obtida com o eletrodo de carbono vítreo
modificado com quitosana. Realizaram-se
medidas voltamétricas de pulso diferencial no
intervalo de potencial de -0,3 a 0,5 V (vs
Ag/AgCl), velocidade de varredura de 20 mVs-1,
tempo de pulso de 60s em H 2SO4 3%(v/v) como
eletrólito de suporte, intervalo de concentração
de cobre de 7,94x 10-5 a 4,76x10-4 molL-1, a fim
de se obter a curva analítica. A Figura 3
apresenta os voltamogramas de pulso diferencial
obtidos nas condições experimentais descritas,
mostrando pico anódico na região de 0,05V. Na
Figura 4, é mostrado curva analítica,
representada pela equação y = 6,22.10-4x - 3,61
10-8, R2= 0,963 (n=19) para a concentração de
Cu(II), com o limite de detecção de 1,7 x 10-7
molL-1.
O efeito da adsorção foi verificado em função da
massa e do tempo de contato da perlita. No
voltamograma de pulso diferencial do cobre em
eletrodo modificado com quitosana os picos de
oxidação apresentam intensidades de potenciais
fixos (Epc= 0,05V ).
A Figura 5, representa o voltamograma
após o tempo de contato de 5 a 30 min em 500
mg/L de íons cobre com 1,00 g de perlita, no
qual é observado dois picos na região anódica
caracterizando a presença de íons cobre. Com
aumento do tempo de contato da perlita com a
solução deste íon metálico, diminui a área dos
picos indicando a adsorção de íons cobre pela
perlita.
Pelos resultados observou-se uma rápida
remoção de cobre pela perlita expandida. Nos
Índice 50
primeiros 5 min alcançou eficiência média de
adsorção de 67,02%. No tempo de 20 min, a
diferença entre a média de adsorção de 0,50g e
1,00g é de 2,79 mg/L, observando um equilíbrio
de adsorção do cobre até o tempo final de 30
min.
No tempo de 30min com 0,50g de perlita
foi observado o maior percentual de adsorção
com 77,00% de eficiência com o desvio padrão
de 2,83 entre os experimentos realizados com
esta massa neste tempo de contato. Pode-se
observar que para as duas massas de perlita a
adsorção atingiu a eficiência máxima no tempo
de 30 e 15 minutos para 0,50 e 1,00 g de perlita,
respectivamente.
A perlita expandida mostrou ser um
rápido adsorvente de íons cobre em solução. No
tempo de 1h, a adsorção foi tão eficaz que não
foi possível quantificar o percentual de adsorção
através da análise eletroquímica. Para o estudo
do efeito de massa da perlita, observou-se que
as quantidades de 0,50 g e 1,00 g não interferem
no processo de adsorção, na qual no tempo de
30 min o desvio padrão para a adsorção as
diferentes massas foi de 9,14.
Na técnica eletroanalítica, o eletrodo de
carbono vítreo modificado com quitosana pode
ser empregado para a determinação de íons no
intervalo de 7,94 x 10-5 a 4,16 x 10-4 mol L-1,
empregando a voltametria de pulso diferencial.
Esta espécie apresenta um comportamento
voltamétrico de - 0,3 a 0,5 V (vs. Ag/AgCl), em
um eletrólito de H2SO4.
Todas as técnicas utilizadas neste
trabalho têm a característica de ser rápida, não
destrutiva, apresentando alta sensibilidade e de
baixo custo.
Considerando os resultados obtidos para
a massa de 0,50 g de perlita, observou-se que a
adsorção atingiu a eficiência máxima no tempo
de 30 minutos, correspondendo a um percentual
de 77,00% de cobre, enquanto para a massa de
1,00 g, o máximo de adsorção ocorreu em 15
minutos com 75,41%. No entanto, utilizando a
média do percentual de adsorção para todos os
tempos avaliados, foi verificado para 0,50 e 1,00
g a porcentagem de adsorção de 73,60% e
72,03%, respectivamente. Esse fato demonstra
que a massa da perlita não alterou
significativamente o processo de adsorção.
Agradecimentos
Os autores agradecem à PETROBRAS
pelo apoio financeiro.
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Figura 1: Estrutura química da quitosana
Figura 2 - Procedimento experimental realizado na remoção dos íons cobre e quantificação
eletroanalítica.
Índice 52
Figura 3 – Voltamogramas de pulso diferencial para íons Cu2+, obtidos mediante o método de adição
de padrão.
Figura 4 – Curva analítica da concentração de íons Cu2+ em função do sinal elétrico (ou área do pico)
obtido na voltametria de pulso diferencial.
Figura 5 – Voltamogramas de pulso diferencial para íons Cu2+ em função do tempo, utilizando 1,00 g
de perlita como adsorvente.
Índice 53
ESTUDO DE PARÂMETROS DE REATIVIDADE MOLECULAR
EM REAÇÕES DE ADIÇÃO DE HALOGENIDRETOS AO ETENO
STUDY OF PARAMETERS OF REACTIVITY MOLECULAR IN
ADDITION REACTIONS OF HYDROHALIC ACIDS WITH ETHYLENE
LIMA¹, Francisco José Santos; SILVA, Ademir Oliveira da;
BRITO, Yuri Lima de; SOUSA, Fernanda Louise Cardoso de
¹Universidade Federal do Rio Grande do Norte – Departamento de Química
Natal, RN – CEP. 59072-970, Campus Universitário
e-mail*: [email protected]
Received 01 January 2011; received in revised form 06 January 2011; accepted 10 January 2011
RESUMO
Os parâmetros de reatividade molecular (PRM´s) têm sido usados para quantificar propriedades
atômicas que influenciam nas interações entre as moléculas. É possível, através da análise de suas
magnitudes e do arranjo estereoquímico do sistema, prever e/ou explicar determinados eventos experimentais.
O objetivo do presente trabalho foi estabelecer paralelos entre os parâmetros termodinâmicos (entalpia,
entropia e energia livre), e os resultados das simulações de modelagem molecular teórica através de dados
geométricos qualitativos e semi-quantitativos (densidades de potencial eletrostático coulômbico e cargas
parciais), gerados por um software comercial (WebLab ViewerPro) para a obtenção de PRM´s nas reações de
halogenidretos com o eteno. Observa-se que existe uma dependência claramente observável dos parâmetros
de reatividade com o comportamento termodinâmico e cinético destas reações.
Palavras-Chave: Parâmetros de reatividade, halogenidretos, haloalcanos.
ABSTRACT
The molecular reactivity parameters (PRM´s) have been used to quantify atomic properties that
influence in the interactions among the molecules. It is possible throughout the analysis of its magnitudes and
stereochemistry arrangement of the system, to foresee and/or to explain certain experimental events. The aim
of this work was to establish parallel among the thermodynamic parameters (enthalpy, entropy and free energy),
and the results of the simulations of theoretical molecular modelling through the geometric qualitative and semiquantitative data (densities of coulomb of electrostatic potential and partial charge), generated by a commercial
software (WebLab ViewerPro) for the obtaining of PRM´s, in the hydrohalic acids reactions with the ethylene. It
can be notice that there is clearly dependence of the reactivity parameters with the thermodynamic and kinetic
behavior of these reactions.
Keywords – Reactivity parameters, hydrohalic acids, haloalkanes
Introdução
Parâmetros de reatividade têm sido
usados por diversos autores [CHANDRA, 1981;
GEORGE, 1972], [LIMA et al, 2007; MELO et al,
2006] para avaliar a predisponibilidade de
interação de moléculas em possíveis reações
químicas. Neste trabalho, foram avaliadas alguns
tipos de reações orgânicas que ocorrem em
alcenos e calculados os parâmetros de
reatividade
molecular
na
tentativa
de
compreender o fato de suas ocorrências. Ainda,
buscaram-se explicações para a não-efetividade
de algumas ocorrências que não resultam na
Índice 54
formação de produtos. Para isso, foi selecionada
uma reação de adição que ocorre em alcenos,
comumente denominada de hidro-halogenação,
através de um ataque eletrofílico à dupla ligação.
Tal reação consiste na adição eletrofílica que
ocorre entre um halogenidreto (HX) e uma
olefina, já bem conhecida da literatura
[ALLINGER et al., 1978; REUSCH, W. H., 1980],
porém, não tão bem explicada através de
aspectos
quantitativos.
Partindo
deste
pressuposto, foram estudadas correlações entre
parâmetros termodinâmicos e parâmetros de
reatividade
molecular
para
avaliar
a
aplicabilidade dos PRM´s.
Desenvolvimento
Inicialmente foram investigadas as
reatividades preliminares dos ácidos inorgânicos
HX (onde X = F, Br, Cl e I), do etileno e dos
halogenidretos obtidos na reação H2C=CH2 + HX
→ H3C-CH2X,
através de parâmetros de
reatividade
molecular
(PRM),
definidos
genericamente através da distribuição de carga
parcial, δi = ∫qidτ [CHANDRA, 1981; GEORGE,
1972] e pela expressão abaixo [LIMA et al, 2007;
MELO et al, 2006]:
ℜ =
∫ q dτ
∑ ∫ q dτ
i
(Eq. 01)
n
i
i= 1
A ∫qidτ é a carga parcial do elemento na
molécula e o Σ∫qidτ ,o módulo da soma das
cargas parciais na molécula. A modelagem
molecular, ângulos e distância de ligação e o
cálculo de carga parcial foram obtidos através do
programa
WebLab
ViewerPro
[WEBLAB
VIEWERPRO, 1988].
Em seguida, foram pesquisados e
calculados alguns parâmetros termodinâmicos
como variação de entalpia, entropia e energia
livre das reações de formação dos haloalcanos
através de valores fornecidos na literatura [LIDE,
1991; MOORE, 1976].
Resultados
As modelagens obtidas pelo programa
supracitado são mostradas nas Figuras 1 e 2. Já
os valores de distâncias e ângulos de ligação
para cada geometria, cargas parciais e
parâmetros de reatividade, obtidos pela equação
1, são mostrados nas Tabelas 1-5.
Parâmetros Termodinâmicos:
Os parâmetros termodinâmicos obtidos
da literatura [LIDE, 1991], possibilitaram efetuar
uma correlação com os PRM´s gerados neste
trabalho.
HF(g) + H2C=CH2(g) → C2H5F(g)
∆Ho = ND
o
∆S = - 30,758 Cal/deg.mol
∆Go = ND
HCl(g) + H2C=CH2(g) → C2H5Cl(g)
∆Ho = -17,238 kCal/mol;
∆So = - 31,156 Cal/deg.mol;
∆Go = -7,949kCal
HBr(g) + H2C=CH2(g) → C2H5Br(g)
∆Ho = - 19,21 kCal/mol;
∆Go = - 9,778 kCal
HI(g) + H2C=CH2(g) → C2H5I(l)
∆Ho = - 28,42 kCal/mol;
∆Go = - 13,15 kCal
ND – Não disponível; deg – degree (grau)
Para a reação do fluoreto de hidrogênio
com o eteno, alguns dados termodinâmicos não
foram obtidos da literatura e foi empregada uma
estimativa para o cálculo do ∆Hfo do HF a partir
das entalpias médias de ligação, também
conhecida como energia de ligação (EL), e das
entalpias padrão de atomização de elementos,
também definida como entalpias de atomização
(EAtm), tabelados na literatura [MOORE, 1976].
Em seguida, foram obtidos o ∆Ho e o ∆Go da
reação de hidro-halogenação e, por conseguinte,
o ∆Gfo do HF, todos estes citados indisponíveis
na literatura. Salienta-se que estas estimativas
estão com um grau de concordância bastante
satisfatório (Tabelas 6 e 7 e Figura 3) quando
comparados com os valores experimentais
presentes na literatura. A Tabela 8 mostra os
parâmetros termodinâmicos completos da
literatura e calculados neste trabalho.
A Figura 4 ilustra o mecanismo da reação
de hidro-halogenação, na formação dos
haloalcanos. Na Figura 5, temos uma correlação
entre as cargas parciais e a energia de ligação
dos halogenidretos, ao passo que, na Figura 6,
tem-se uma estimativa da carga parcial limite
para a ocorrência da reação de modo
espontâneo.
Índice 55
As Figuras 7-9 ilustram a correlação entre
cargas parciais dos halogenidretos e haloalcanos
e
os
parâmetros
termodinâmicos
de
espontaneidade experimental.
Discussões
As reações descritas, definidas como
reações de halogenidretação, ocorrem quando
há adição de halogenidretos HX (onde X = F, Cl,
Br e I) em um reagente orgânico, em geral uma
olefina, segundo o mecanismo indicado na
Figura 4.
O interessante desse mecanismo é o fato
de não ocorrer reação com o HF para produzir o
fluoretano, mas ocorre com os demais
halogenidretos, HCl, HBr e HI, segundo a ordem
de reatividade; HI > HBr > HCl. Percebe-se que o
ataque do HF ao eteno não surte efeito, nas
condições experimentais levada à prova nos
experimentos citados na literatura, e isso se deve
provavelmente pelo maior valor de carga parcial
(Tabela 3), apresentado pelo hidrogênio e flúor
no HF, o que contribui significativamente para a
sua maior estabilidade como molécula, onde
também verifica-se que sua energia de ligação
dentre as demais (Tabela 09), é a maior, da
ordem de 563 kJ mol-1 [MOORE, 1976]. Outro
fator que contribui também para isto é a ligação
de hidrogênio que existe entre as moléculas do
HF que, de certa forma, tende a favorecer as
interações entre as moléculas vizinhas do próprio
halogenidreto. A Figura 5 mostra a correlação
entre as cargas parciais do halogênio no H-X
(Tabela 3) e a energia média de ligação
experimental (Tabela 9), mostrando a grande
separação que existe entre o HCl e HF, o que já
é uma evidência da mudança nos processos
energéticos da reação.
Observando o mecanismo mostrado na
Figura 4 e os valores de cargas parciais
mostrados nas Tabelas 3 e 4, podemos inferir
que para haver uma interação do H-X com a
dupla C2=C1 (Figuras 2 e 4), e a conseqüente
quebra da ligação dupla seguida da adição de H,
é preciso que as cargas parciais de ambos
possuam valores próximos (Tabelas 3 e 4), para
que o ataque eletrófilo do Hδ+ na nuvem
eletrônica do nucleófilo Cδ- na molécula da
olefina, ocasione a clivagem da ligação de uma
forma energeticamente favorável e adequada,
para em seguida, com a formação do carbocátion
intermediário H3CCH2+ bastante reativo, ocorra a
halogenação posterior, na etapa final da
formação do haloalcano. A primeira etapa dessa
reação, que consiste no ataque eletrófilo do H δ+ a
dupla ligação à olefina, é lenta e é determinante
da velocidade da reação. Já a segunda etapa,
que consiste na formação do carbocátion é
rápida, e isto se deve claramente a elevação das
cargas parciais nas espécies iônicas H3CCH2+ e
X-, geradas pela primeira etapa.
A partir da correlação entre a carga
parcial do HCl e do HF e a energia livre da
reação de hidro-halogenação, mostrado na
Figura 6, observamos por interpolação gráfica,
que o valor limite para a carga parcial do
halogênio no H-X, para a ocorrência do ataque
eletrófilo do Hδ+ a nuvem eletrônica da dupla
ligação no eteno, centralizada no nucleófilo Cδ-,
não pode ultrapassar o valor calculado de
-0,2493, que é um valor limite para que a hidrohalogenação ocorra, onde teoricamente a
energia livre padrão seria zero. Por isso, a
reação para a formação do fluoretano não
ocorre, já que o valor da carga parcial do flúor no
H-F é de -0,2687. Assim, para que a reação de
hidro-halogenação do eteno apresente ∆G<0
(reação espontânea), a carga parcial do
halogênio deve ser menor que -0,2493, ao passo
que para a reação apresentar ∆G>0 (reação não
espontânea) a carga parcial do halogênio deve
ser igual ou maior que esse valor.
As correlações mostradas nas Figuras 7,
8 e 9 mostram a semelhança entre os valores de
cargas parciais nos halogenidretos e nos
haloalcanos quando compara-se com a energia
livre padrão. Quando comparados a carga parcial
do halogênio no halogenidreto e no haloalcano,
observa-se que ocorre uma diminuição em sua
magnitude e visualiza-se isso na Figura 9,
através do deslocamento do gráfico para a
direita, região que ocorre também o sentido da
reação para a maior espontaneidade nas
reações, onde estão os valores mais baixos de
carga parcial para o halogênio. De certa forma
pode-se associar a maior espontaneidade da
reação quando ocorre também a maior
diminuição da carga parcial sobre o halogênio,
quando comparados o halogenidreto e o
haloalcano correspondente, visto que, relativo a
cada elemento, do H-F para o C2H5-F diminuiu de
6,4%, do H-Cl para o C2H5-Cl 13,3%; do H-Br
para o C2H5-Br 18,0% e do H-I para o C2H5-I
19,4%.
Observando os dados termodinâmicos
para a reação do fluoreto de hidrogênio com o
eteno, que é a única que não ocorre nas
Índice 56
condições relatadas pela literatura a 298 K (25
o
C), pode-se estimar a temperatura para o qual o
processo pode se tornar possível. Uma análise
teórica breve dos resultados obtidos neste
trabalho permite concluir que em baixas
temperaturas a reação passaria a ter uma
energia livre favorável a formação de produtos e
o processo passaria a ser espontâneo. Para isso,
a temperatura deveria atingir valores abaixo de
250,3 K ou abaixo de -23,8 oC.
2.
3.
4.
Conclusões
Concluí-se que existe uma dependência
claramente observável dos parâmetros de
reatividade com o comportamento termodinâmico
e cinético destas reações. Observa-se que a
reação que apresenta a maior reatividade é
inversamente proporcional às cargas parciais do
hidrogênio e/ou do halogênio nos halogenidretos,
bem como inversamente proporcional às
energias de ligação nos respectivos compostos.
Como esperado, a facilidade de ocorrência da
reação obedece regularmente ao critério
termodinâmico de espontaneidade ∆Go e a
acidez crescente dos halogenidretos.
5.
6.
7.
D. C., JOHNSON, C. R., LEBEL, N. A., e
STEVENS, C., L., 1978 – Química
Inorgânica, Cap 14, 2ª. Ed., Ed.
Guanabra Koogan S.A., Rio de Janeiro.
CHANDRA, A. K., 1981 – Introductory
Quantum Chemistry, 2nd Ed. – Tata
McGraw-Hill Publishing Co. Ltd., New
Delhi.
GEORGE, D. V. 1972 – Principles Of
Quantum Chemistry – Pergamon Press
Inc., printed in USA.
LIDE, D. R., 1991 – Handbook of
Chemistry and Physics, CRC Press, Inc.,
Ed. 72., Printed In U.S.A.
LIMA, F. J. S.; MELO, R. M.; SILVA, A. O.
e BRAGA, C. C. M., 2007 - Parâmetros
De Reatividade Molecular – Tchêquímica,
4(7), 7-15.
MELO, R. M.; LIMA, F. J. S.; SILVA, A. O.
e BRAGA, C. C. M., 2005 - Parâmetros
De Reatividade Molecular – Trabalho
apresentando no XVI Congresso de
Iniciação Científica da UFRN (CIENTEC),
outubro.
MICROCAL™ ORIGIN®, Version 6.0,
Copyright©
1991-1999,
Microcal
Software, Inc.
MOORE, W. J., 1976 – Físico-Química 1,
Ed. Edgard Blücher Ltda, São Paulo.
REUSCH, W. H., 1980 – Química
Orgânica, V.1, Cap 5, Ed. Mc.Graw-Hill
do Brasil Ltda, São Paulo, SP.
Agradecimentos
8.
Ao PIBIC/UFRN/PROPESQ/CNPq, pelo
incentivo à pesquisa fundamental.
9.
Referências
10. WEBLAB VIEWERPRO, Copyright © 1998,
1. ALLINGER, N. L., CAVA, M. P., JONGH,
HF
HCl
Molecular Simulations, Inc., Web Lab and
ViewerPro are trademarks of Molecular
Simulation Inc.
HBr
HI
Figura 1 – Modelagem para as moléculas HX. Os elementos halogênios estão coloridos pelo
programa WebLab ViewerPro.
Índice 57
Figura 2 – Modelagem obtida para o eteno, mostrando a nuvem de potencial eletrostático, distância
(Å) e ângulos de ligação, e cargas parciais.
Correlação ∆ Hfcal x ∆ Hfexp
Reta de regressão
-8
Valor Experimental ∆ Hf (kCal/mol)
-10
I
-12
-14
C2H5-X
-16
Br
-18
-20
∆ Hf(exp) = 0,98043 ∆ Hf(calc) - 3,77943
-22
-24
-26
Cl
-28
-24
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
Valor Calculado ∆ Hf (kCal/mol)
∆Hf (exp) = 0,98043 ∆Hf (cal) - 3,77943 (kCal/mol).
-----------------------------------------------------------
r = 0,99397
sd = 1,35715
[16/11/2010 22:12 "/Graph1" (2455516)]
Regressão Linear para Data1_B:
Y=A+B*X
Parâmetro
Valor
Erro
-----------------------------------------------------------A
-3,77943
1,68223
B
0,98043
0,10813
-----------------------------------------------------------R
SD
N
P
-----------------------------------------------------------0,99397
1,35715
3
0,06993
-----------------------------------------------------------Figura 3 – Análise de regressão entre entalpias de ligação calculadas e experimentais dos
haloalcanos, obtidas a partir dos dados experimentais [LIDE, 1991] e calculados por EAtom – EL e
do software ORIGIN.
Índice 58
Figura 4 – Mecanismo da reação de adição de um halogenidreto ao eteno, produzindo o haloalcano.
A doação de pares eletrônicos está mostrada pelas setas. A primeira etapa é a lenta formando o
carbocátion e a segunda etapa é rápida.
600
550
o
Energia de Ligação EL(H-X) = -∆ Hf (H-X)
(kJ/mol)
F
500
450
Cl
400
Br
350
I
300
-0,30
-0,25
-0,20
-0,15
-0,10
-0,05
0,00
Carga Parcial do Halogênio no H-X
Figura 5 – Correlação entre a carga parcial do halogênio no H-X e a energia média de ligação
experimental (kJ/mol)
Índice 59
o
2
Corelação CpX versus ∆ G
o
Ponto Interpolado para ∆ G =0
Reta de Interpolação
H-F
o
∆ G >0, Não-espontâneo
0
Energia Livre Padrão ∆ Go
kCal/mol
o
∆ G <0, Espontâneo
-2
-4
-6
H-Cl
-8
-0,28
-0,26
-0,24
-0,22
-0,20
-0,18
-0,16
-0,14
Carga Parcial de X no H-X
∆G = -19,27697 + (-77,32406).Cp → 0 = -19,27697 + (-77,32406).Cp →
Cp = 19,27697/(-77,32406) → Cp = -0,2493 valor limite de Cp para que ∆G=0.
Abaixo desse valor ∆G<0 (reação espontânea) e acima ∆G>0 (reação não espontânea)
Figura 6 – Correlação entre a carga parcial do HCl e do HF e a energia livre da reação de hidrohalogenação, para obtenção da carga parcial limite para ∆G=0.
o
HX(g) + C2H4(g) -> C2H5 X (∆ G )
4
F
Não Espontâneo ∆ G > 0
0
Espontâneo ∆ G < 0
-2
o
Energia Livre Padrão ∆ G (kCal/mol)
2
-4
-6
Cl
-8
Br
-10
-12
I
-14
-0,30
-0,28
-0,26
-0,24
-0,22
-0,20
-0,18
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
Carga Parcial do Halogênio (H-X)
Figura 7 – Correlação entre a carga parcial do halogênio no H-X e a Energia Livre Padrão da reação
de hidro-halogenação do eteno (kCal/mol)
Índice 60
o
F
0
-2
-4
o
2
HX(g) + C2 H4(g) -> C2 H5 X (∆ G )
-6
Cl
-8
Br
-10
-12
I
-14
-0,26
-0,24
-0,22
-0,20
-0,18
-0,16
-0,14
-0,12
-0,10
-0,08
Carga Parcial do Halogênio no C2H5 X
Figura 8 – Correlação entre a carga parcial do halogênio no C2H5X e a Energia Livre Padrão da
reação de hidro-halogenação do eteno.
Carga Parcial do halogênio no H-X
Carga Parcial do halogênio no C2H5-X
o
2
0
-2
-4
-6
o
-8
HX(g) + C2H4(g) -> C2H5 X (∆ G )
-10
-12
-14
-0,30 -0,28 -0,26 -0,24 -0,22 -0,20 -0,18 -0,16 -0,14 -0,12 -0,10 -0,08
Carga Parcial do Halogênio X
Figura 9 – Correlação entre a carga parcial do halogênio no H-X e no C 2H5X com a Energia Livre
Padrão da reação de hidro-halogenação do eteno.
Índice 61
Tabela 1 – Distância de ligação no H-X
H-X
Å
H-F
0,94
H-Cl
1,33
H-Br
1,50
H-I
1,66
Å – 1 Angstrom (10-10 m)
Tabela 2 – Distância de ligação e ângulos de ligação aproximados no H2C=CH2
Ligação
Å
C1-C2
1,33
C1-H1
C1-H2
C2-H3
C2-H4
1,00
Átomos
C1/C2/H3
C1/C2/H4
C2/H3/H4
C1/C2/H1
C1/C2/H2
C1/H1/H2
Graus o
120
120
Tabela 3 – Cargas parciais obtidas para os halogenidretos estudados.
H-X
H-F
H-Cl
H-Br
H -I
Cargas parciais - ∫qidτ
X
H
-0,2687
+0,2687
-0,1465
+0,1465
-0,1136
+0,1136
-0,1074
+0,1074
Tabela 4 – Cargas parciais para o eteno.
C1/C2
H1/H2/H3/H4
Cargas parciais
-0,1062
+0,0531
Tabela 5 – Parâmetros de reatividade molecular (PRM´s) para os halogenidretos e o eteno
HX
Rp
X
H
+0,5
Re
-0,5
H2C=CH2(g)
Rp
C1/C2
H1/H2/ H3/H4
Re
-0,25
+0,125
Índice 62
Tabela 6 - Comparativo entre ∆Hf da literatura (experimental) e ∆Hf calculado neste trabalho, a
partir de EAtom - EL nos haloetanos para a reação geral:
2C(s) (grafite) + 5/2 H2(g) + 1/2 X2(g) → C2H5X(g) ou (l)
kCal/mol
∆Hf (Liter exp)
∆Hf (Calc)
C2H5F
ND
-60,0
C2H5Cl
-26,81
-23
∆Hf
C2H5Br
-15,42
-13
C2H5I
-9,6
-5,3
(Liter exp) – Dados experimentais pesquisados na literatura; (Calc) Dados calculados neste trabalho; ND – Não
disponível
Tabela 7 – Comparativo entre valores de ∆Hf experimentais, calculados e estimados pela reta
de regressão para os haloalcanos.
C2H5F
ND
C2H5Cl
-26,81
C2H5Br
-15,42
C2H5I
-9,6
(a) ∆Hf (Liter exp)
kCal/mol
-60,0
-23
-13
-5,3
(b) ∆Hf (Calc)b EAtom - EL
kCal/mol
Desvio (1)
3,81
2,42
4,3
b-a
-62,6
-26
-16
-9,0
(c) ∆Hf (Calc)c regressão
kCal/mol
Desvio (2)
0,81
-0,58
0,6
c-a
Desvio (3)
-2,6
-3
-3
-3,7
c-b
(Liter exp) – Literatura experimental [LIDE, 1991]; (Calc) – Calculado; ND – Não disponível
a
Tabela 8 – Parâmetros termodinâmicos utilizados e calculados neste trabalho.
HF(g) + H2C=CH2(g) → C2H5F(g)
Literatura
Calculado
∆H (kCal/mol)
ND
-7,7 (*)
∆S (Cal/K mol)
- 30,758
NC
∆G (kCal)
ND
+1,5 (**)
∆S (Cal/K mol)
- 31,156
NC
∆G (kCal)
-7,949
-4(**)
∆S (Cal/K mol)
-31,65
NC
∆G (kCal)
-9,778
-8(**)
HCl(g) + H2C=CH2(g) → C2H5Cl(g)
Literatura
Calculado
∆H (kCal/mol)
-17,238
-13(*)
HBr(g) + H2C=CH2(g) → C2H5Br(g)
Literatura
Calculado
∆H (kCal/mol)
-19,21
-17(*)
Índice 63
HI(g) + H2C=CH2(g) → C2H5I(l)
Literatura
Calculado
∆H (kCal/mol)
-28,42
-24,1(*)
∆S (Cal/K mol)
-51,201
NC
∆G (kCal)
-13,15
-8,8(**)
Literatura (experimental) [LIDE, 1991]; Calculado através de EAtom - EL
ND – não disponível; NC – não calculado
* - Estimado pela ΣEntalpia de Atomização + (-ΣEntalpia Média de Ligação)
** - Calculado a partir de ∆Go298 = ∆Ho298 (estimado) – T.∆So298
Tabela 9 – Entalpias de ligação ou Energias de ligação para halogenidretos
HX(g)
EL = -∆Hfo
(kJ mol-1) a 298 K
EL = -∆Hfo
(kCal mol-1) a 298 K
HF
563
HCl
432
HBr
366
HI
299
135
103
87,5
71,5
Índice 64
A PRESENÇA DO BIODIESEL NOS LIVROS DIDÁTICOS DE QUÍMICA DO
ENSINO MÉDIO
THE TOPIC BIODIESEL IN HIGH SCHOOL CHEMISTRY TEXTBOOKS
SILVA, André Leandro1; MARTINS, Geovana do Socorro Vasconcelos2; BARBOSA, Roberta Chaiene
Almeida3; MENDES, Andréa Maria Brandão4; COELHO, Luiz Fernando de Oliveira5
1, 2, 3, 4, 5,
Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar, Campus de
Pombal. Rua Jairo Vieira Feitosa, S/N, Bairro dos Pereiros, CEP: 58.840-000.
Received 07 December 2010; received in revised form 02 January 2011; accepted 06 January 2011
RESUMO
O trabalho com temas transversais é uma opção para facilitar o processo de ensino-aprendizagem de
Química. O objetivo deste estudo foi verificar como a temática do biodiesel está sendo tratada nas aulas de
Química do ensino médio e sua presença nos livros didáticos adotados pelos professores. Para tanto, foi
realizada uma pesquisa com professores de Química das três séries do ensino médio de cinco escolas da rede
estadual de Campina Grande – PB que responderam a um questionário com perguntas abertas para coleta de
dados. Os livros didáticos utilizados pelos professores foram os dos autores Geraldo Camargo (1997), Usberco
e Salvador (2006), Sardella (2004) e Feltre (2005), sendo este último o de maior aceitação e o único que faz
parte do programa do governo federal de livros didáticos de Química para o ensino médio. Quanto à presença
da temática do biodiesel no livro didático adotado, alguns professores, ao serem questionados, não tinham
segurança em sua resposta ou nem sabiam responder, o que indica que alguns conhecem pouco o livro que
utilizam. A maioria dos professores alegou falta de tempo para abordar o tema e percebeu-se que muitos
seguem à risca o livro adotado. Logo, se o livro não aborda o conteúdo, o professor também não o faz.
Palavras-chave: biodiesel, tema transversal, livro didático, ensino de Química.
ABSTRACT
The approach of cross themes is an option to facilitate the teaching and learning process of Chemistry.
This study aimed to verify how the issue of biodiesel is being treated in chemistry classes in high school and its
presence in the textbooks adopted by the teachers. For this purpouse, high school Chemistry teachers of five
schools of Campina Grande-PB answered a questionnaire with open questions to collect data. The textbooks
used were of the authors Geraldo Camargo (1997), Usberco and Salvador (2006), Sardella (2004) and Feltre
(2005), where this last one was the most widely accepted and the only that is part of the federal government's
program of Chemistry textbooks for high school. Regarding the presence of the theme of biodiesel in the
textbook adopted, some teachers were unsafe in their answer or did not know how to answer, which shows that
some of them do not have an idea about the content of the book they use. Most teachers claimed lack of time to
address theme and it was showed that many of them followed the book adopted strictly. Then if the book does
not cover the content, the teacher also did not do it.
Keywords: biodiesel, cross theme, textbook, Chemistry teaching.
Índice 65
INTRODUÇÃO
A maior parte de toda a energia
consumida no mundo provém do petróleo, do
carvão e do gás natural. Essas fontes são
limitadas e com previsão de esgotamento no
futuro. Portanto, a busca por fontes alternativas
de energia é de suma importância. Nesse
contexto, os óleos vegetais aparecem como uma
alternativa do diesel em motores de ignição por
compressão, sendo o seu uso testado já em fins
do
século
XIX,
produzindo
resultados
satisfatórios no próprio motor a diesel (TORRES,
2006).
Atualmente, depara-se com uma possível
realidade: o fim do petróleo. A partir desta
possibilidade é que muitas pesquisas estão
sendo feitas em torno dos biocombustíveis. Em
meio a estas pesquisas com combustíveis
alternativos, temos o biodiesel, combustível
renovável, mono-alquil éster de ácidos graxos
derivados de óleos vegetais e gorduras animais,
geralmente obtido através da reação de
transesterificação,
no
qual
ocorre
a
transformação de triglicerídeos em moléculas
menores, de ésteres de ácidos graxos. Este
biocombustível vem como uma alternativa
renovável ao diesel do petróleo, com a
expectativa de ser menos poluente.
A lei n° 11.097 (BRASIL, 2005) trata da
utilização
do
biodiesel,
o
que
gera
questionamentos, tais como: a população possui
conhecimento mínimo suficiente para discutir e
opinar sobre esta tecnologia?
Sabe-se que a escola não é o único lugar
que forma cidadãos. No entanto é sabido que ela
desempenha um importante papel nesta tarefa.
Ela deve levar os indivíduos à reflexão das
consequências futuras da tecnologia, não se
limitando apenas ao estudo teórico da mesma.
Alguns educadores, influenciados por correntes
que discutem as inovações tecnológicas,
reformulam idéias sobre o verdadeiro papel da
escola.
Entre essas correntes temos o CSTACiência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente que,
segundo Auler (2003), tem por objetivo promover
a alfabetização científica dos cidadãos, refletindo
acerca das consequências da ciência e da
tecnologia. No nosso país, o que mais representa
a linha teórica desse movimento é a formação de
cidadãos plenos, que através da educação e do
ensino, possam ter autonomia e capacidade de
escolha,
escolha
esta
baseada
em
conhecimentos científicos.
Os parâmetros curriculares nacionais
(PCNs, 1997) destacam a importância da
formação para o exercício da cidadania. O
ensino de Química deve possibilitar ao aluno
tanto a compreensão dos processos químicos
em si, quanto da construção de um
conhecimento científico em estreita relação com
as aplicações tecnológicas e suas implicações
sociais, políticas e econômicas (PCN+, 2002).
É evidente a necessidade de relacionar
os conteúdos trabalhados com o cotidiano do
aluno. Freire (1987) propõe o uso de temas
atuais para desenvolver conteúdos. Estes temas,
chamados geradores ou transversais, além de
multidisciplinar, precisam despertar interesses no
aluno.
A temática do biodiesel, no caso da
Química, pode propiciar o desenvolvimento de
conteúdos que fixem conceitos, procedimentos,
oriente e reflita atitudes, previstos nos PCNs. O
tema pode trabalhar assuntos como: ligações
químicas, reações, misturas, separação de
misturas, entre outros. Além de complementar a
formação dos alunos no que diz respeito a
questões econômicas, sociais e ambientais
inseridos na produção do biodiesel.
Implantado em 2004, o PNLEM
(Programa Nacional do Livro Didático do Ensino
Médio) prevê a distribuição de livros didáticos
para os alunos do ensino médio público de todo
o país. Inicialmente, o programa atendeu, de
forma experimental, 1,3 milhões de alunos da
primeira série do ensino médio de 5.392 escolas
das regiões Norte e Nordeste, que receberam,
até o início de 2005, 2,7 milhões de livros das
disciplinas de português e de matemática. A
Resolução nº 38 do FNDE-Fundo Nacional de
Desenvolvimento da Educação, que criou o
programa, define o atendimento de forma
progressiva aos alunos das três séries do ensino
médio de todo o Brasil (MEC, 2005).
Segundo o MEC (2005), o acesso ao livro
didático contribui para a qualidade da educação
básica, além de promover a inclusão social.
Contudo, para que essa contribuição se verifique,
é fundamental a preocupação, no processo de
seleção, com a correção conceitual e com a
propagação de valores que estimulem o respeito
às diferenças, à ética e à convivência solidária.
Um dos problemas encontrados em livros
didáticos é o tratamento dado ao conhecimento
químico. Ao longo dos anos, os livros didáticos
Índice 66
têm se caracterizado pela ausência de
experimentação, pelo não-relacionamento com o
cotidiano do aluno e pelo estímulo a
memorização (SCHNETZLER, 1981).
Os
obstáculos
epistemológicos
encontrados nos livros didáticos e que podem
acarretar obstáculos pedagógicos representam
um outro problema: não compreendemos por
que o aluno compreende (LOPES, 1992).
clara e questões voltadas para a abordagem da
temática do Biodiesel em sala e o livro didático
adotado. Como é possível que mais de um livro
didático seja utilizado para o preparo das aulas,
pediu-se que fosse indicado pelo professor o livro
de maior relevância no preparo de suas aulas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em 1984, foi criado o Comitê de
Consultoria Para a Área Didático-Pedagógica –
extinguido em 1985 – que deixou sugestões para
a nova legislação, colocando o professor como
sujeito com a liberdade de escolha do livro de
uso em suas turmas.
Todos os professores consultados
disseram adotar algum livro. Alguns preparam
suas aulas a partir de vários livros didáticos. Para
efeitos desta pesquisa, foi solicitado ao professor
que citasse o principal livro utilizado no preparo
de suas aulas.
É com essa concepção que o Ministério
da Educação, por meio da Secretaria de
Educação Básica-SEB, e em parceria com o
Fundo Nacional de Desenvolvimento da
Educação-FNDE, está dando continuidade ao
Programa Nacional do Livro para o Ensino
Médio-PNLEM.
Em
continuidade
à
universalização progressiva do Programa
Nacional do Livro para o Ensino Médio, em
2008, foram distribuídos 7,2 milhões de livros de
Química a todos os alunos e professores do
Ensino Médio (MEC, 2007).
Na primeira questão, o professor deveria
apresentar o livro didático adotado (Figura 1).
Tendo em vista a grande exposição do
tema, esperava-se que professores de Química
estivessem abordando o mesmo em sala de
aula. Este trabalho visou verificar a abordagem
da temática do biodiesel em aulas de Química do
ensino médio de parte da rede estadual de
ensino de Campina Grande-PB, tal como saber
quais os livros didáticos utilizados pelos
professores que participaram do estudo e a
presença do tema neles.
METODOLOGIA
Este foi um estudo exploratório, descritivo
e com abordagem qualitativa e quantitativa. Para
coleta de dados, aplicou-se um questionário (em
anexo) com perguntas abertas com
23
professores de Química do ensino médio das
Escolas São Sebastião, Sólon de Lucena, Elpídio
de Almeida, Ademar Veloso Silveira e Anésio
Leão, pertencentes à rede pública de ensino de
Campina Grande-PB. Os qustionários foram
aplicados nos turnos manhã, tarde e noite, entre
abril e junho de 2008. Na formulação do
questionário, priorizou-se linguagem simples,
Livros Adotados
Figura 1 – Livros adotados pelos professores
consultados
É possível verificar que 63% dos
professores adotam o livro do Feltre (2005) da
editora Moderna e observa-se que este livro
apresentou uma maior aceitação, além de ser o
único dos livros citados que faz parte do PNLEM2007. É importante que o livro adotado faça parte
dos propostos pelo PNLEM, já que são livros que
passaram por diversos critérios e foram
escolhidos por apresentarem uma forma mais
completa e adequada dos conteúdos.
Na segunda questão, foi perguntado
sobre a abordagem do livro adotado acerca da
temática do biodiesel. A intenção era verificar o
conhecimento do professor em relação ao livro
que adota no que se refere a este assunto.
A Figura 2 mostra que 57% dos
entrevistados afirmaram observar a presença do
Índice 67
tema no livro adotado, enquanto 18% dizem o
contrário. Já 25 % dos entrevistados dizem não
saber.
Tema Biodiesel nas aulas
Tema biodiesel nos livros adotados
Figura 3 - Abordagem do tema pelo professor
Figura 2 – Tema biodiesel nos livros didáticos
adotados
Os livros dos autores Usberco e Salvador
(2006), que não faz parte do PNLEM, e Feltre
(2005) são os únicos, entre os citados, que
fazem referência à temática do biodiesel, o que
justifica a quantidade de professores que afirmou
que o livro que adotam aborda o tema biodiesel.
Porém, tanto no Feltre (2005) quanto no Usberco
e Salvador (2006) o tema é apresentado de
forma superficial, apenas para efeito informativo
ou como simples citação e não como tema
introdutório, gerador do conteúdo a ser
trabalhado.
Nas três últimas questões os professores
falaram sobre a utilização ou não da temática do
biodiesel em suas aulas. Para os que disseram
não ter trabalhado o tema, foi levantada a
questão sobre como eles acham que o tema
poderia ser útil em suas aulas.
Para os que disseram já ter utilizado
perguntou-se o que foi feito e com que série do
ensino médio o tema foi trabalhado.
A Figura 3 mostra que 56% dos
professores pesquisados afirmam já ter
trabalhado a temática do biodiesel em suas
aulas, enquanto 44% dizem não ter abordado.
Dos 44% que disseram não ter trabalhado
o tema em sala alegaram, em sua maioria, não
haver carga horária suficiente; Outros, contudo,
afirmaram seguir o programa do vestibular, mas
concordam que o tema ajudaria no entendimento
de reações orgânicas, misturas, hidrocarbonetos
e impacto ambiental. Muitos professores
associam a temática do biodiesel à questão do
petróleo, por isso foi percebido que a maioria dos
que não trabalharam o tema em suas aulas
acreditam que o mesmo poderia ser útil no
estudo da química orgânica. Porém, uma boa
parte disse que o tema poderia ser útil para
refletir sobre impactos ambientais, podendo ser
aplicado em qualquer série do ensino médio.
A frase a seguir trata-se da resposta de
um dos professores pesquisados. Ela deixa
evidente a falta de informação do educador
quanto ao trabalho com temas transversais.
Alguns professores, pouco informados, pensam
que a transversalidade é uma proposta em que
se trabalha os temas de forma isolada, sem
ligação
nenhuma
com
os
conteúdos
programáticos, quando na verdade ela vem
justamente para facilitar a apresentação e
entendimento dos conteúdos.
— A carga horária anual é insuficiente para que
esse conteúdo seja especificamente trabalhado.
Porém, em minha didática só faço comentários
quando
estou
trabalhando
com
os
hidrocarbonetos.
A Figura 4 mostra as atividades
realizadas a partir da temática do biodiesel pelos
56% dos professores de química que disseram já
ter trabalhado o tema em suas aulas, onde 31%
disseram ter feito citações ou comentários, 19%
realizaram trabalhos de pesquisa e 6% fizeram
seminários.
Índice 68
Tipo de abordagem em sala
Trabalho com o Tema biodiesel
Figura 4 - Atividades trabalhadas com o tema bi
odiesel
Figura 5 - Séries em que a temática do biodiesel
foi trabalhada
Percebe-se
que
a
maioria
dos
professores fez apenas comentários ou citações
sobre o biodiesel, simplesmente para efeito de
demonstração. Outros realizaram pesquisas e
seminários em torno do tema.
Percebe-se
que
a
maioria
dos
professores (39%) abordou a temática do
biodiesel na 3° série. Isto se justifica pelo fato de,
em boa parte das escolas públicas pesquisadas,
o estudo de química orgânica ser realizado nesta
série. Como é na 3° série que são estudadas as
funções
orgânicas,
entre
elas
os
hidrocarbonetos, que inserem alguns derivados
do petróleo, é comum para os professores
pesquisados a associação com combustíveis e,
portanto, acharem que o biodiesel deve ser
tratado junto destes conteúdos.
Na frase abaixo, também de um dos
educadores de Química consultados, vemos o
quanto nem todos possuem a mesma concepção
de transversalidade, onde o tema gerador foi
bem conduzido, tornando o conhecimento
acessível, provocando reflexão, formação de
uma opinião própria e interligando o conteúdo ao
universo do aluno.
— Fizemos uma pesquisa sobre as sementes
brasileiras que podem ser utilizadas na produção
do Biodiesel e refletimos sobre os fatores
positivos e negativos para o meio ambiente. Usei
para introduzir o conceito de reações orgânicas.
Trabalhei no 3° ano.
Entre os professores pesquisados houve
uma predominância de aplicação das atividades
para a 3° série do ensino médio. A Figura 5
ilustra que dos 56% dos professores consultados
que disseram já ter abordado a temática do
biodiesel, 39% o fez na 3° série do ensino médio,
13% na 2° série e 6% na 1° série.
CONCLUSÃO
A temática do biodiesel pode ser muito útil
para introduzir conceitos químicos importantes
como misturas, processos físicos de separação
de misturas, funções orgânicas, reações, entre
outras.
A temática possibilita a compreensão de
processos
químicos
do
cotidiano
e
conseqüências sociais da tecnologia, se
enquadrando no ensino por Ciência, Tecnologia,
Sociedade, Ambiente (CTSA).
Tendo em vista que a Química é uma
ciência experimental, a temática também pode
ser útil para demonstração de processos
químicos realizados na própria sala de forma
simples e facilitando a compreensão do
conteúdo.
Além de tudo, o senso crítico, embasado
em conceitos científicos, pode ser desenvolvido
através da discussão dos impactos, benefícios,
desvantagens, etc.
Índice 69
Quanto à abordagem em sala de aula por
parte dos professores fizeram parte desta
pesquisa, percebeu-se que a temática do
biodiesel está sendo pouco aproveitada para
facilitar a relação ensino-aprendizagem de
Química no ensino médio.
Mesmo os professores que dizem
trabalhar o tema em sala, o fazem de maneira
muito superficial, enfatizando a parte social e
ambiental do tema e transmitindo os conceitos de
forma tradicional, com definições prontas e
acabadas.
Quanto ao livro didático, este deve
contribuir para a formação de cidadãos
autônomos, críticos e participativos. Na análise
realizada, verificou-se que os livros adotados ou
não apresentam o tema ou não o utiliza como
gerador, mas simplesmente como texto
informativo.
Desta forma, a não-abordagem do tema
por parte dos professores pesquisados vai de
encontro à falta ou forma superficial de
abordagem por parte dos livros didáticos.
O que se percebe é que muitos
professores seguem à risca o livro adotado.
Logo, se o livro não aborda o conteúdo, o
professor também não o faz.
REFERÊNCIAS
1. AULER, D. Alfabetização CientíficoTecnológica. ENSAIO- Pesquisa em
Educação em Ciência. Belo Horizonte MG, v. 5, n. 1. 2003.
2. BRASIL, Lei n° 11.097, de 13 de Janeiro
de 2005.
3. BRASIL,
Ministério
da
Educação.
Secretaria
da
Educação
Básica.
Orientações Curriculares para o
Ensino Médio: Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias, Brasília:
MEC, SEMTEC, 2005.
4. BRASIL,
Ministério
da
Educação.
Secretaria da Educação Média e
Tecnológica. PCN+ Ensino Médio:
Orientações
educacionais
complementares
aos
Parâmetros
Curriculares Nacionais. Ciências da
Natureza,
Matemática
e
suas
Tecnologias. Brasília: MEC, SEMTEC,
2002.
5. BRASIL.
Parâmetros
Curriculares
Nacionais. Brasília, MEC/SEF, 1997.
6. BRASIL, Ministério da Educação. Fundo
Nacional de Desenvolvimento da
Educação. Resolução n° 38 do FNDE,
Brasília, 2005.
7. BRASIL,
Ministério
da
Educação.
Tecnológica. Parâmetros Curriculares
Nacionais: ensino médio. Brasília:
MEC/SEMTEC, 1997.
8. BRASIL,
Ministério
da
Educação.
Tecnológica. Parâmetros Curriculares
Nacionais. Brasília: MEC, 2007.
9. CAMARGO, G. Química Moderna. 1 ed.,
Vol. Único. São Paulo: Scipione, 1997.
10. FELTRE, R. Química. 6 ed., Vol. 1. São
Paulo: Moderna, 2005.
13. FREIRE, P. Pedagogia do Oprimido. 17
ed., Rio de janeiro: Paz e Terra, 1987.
14. LOPES, A. R. C. Livros didáticos:
Obstáculos ao aprendizado da ciência
Química. Química Nova, v. 15, n° 3, p.
254-261, 1992.
15. SANTOS, W. L.; SCHENETZLER, R. P.
Educação em Química-Compromisso
com a cidadania. 3. ed. Ijui, Rio Grande
do Sul: Unijui, 2003.
16. SARDELLA, A. Curso Completo de
Química. 3 ed., Vol. Único. São Paulo:
Ática, 2004.
17. SCHNETZLER, R. P. Um estudo sobre o
tratamento do conhecimento químico em
livros didáticos brasileiros dirigidos ao
ensino secundário de química. Química
Nova, v. 4, n° 1, p. 6-15, janeiro, 1981.
18. TORRES, A. E.; et al. Biodiesel:
combustível para o novo século. Bahia,
2006.
19. USBERCO, J.; SALVADOR, E. Química.
7° ed., Vol. Único. São Paulo: Saraiva,
2006
Índice 70
ANEXO – Questionário aplicado com os
professores
5) Você já trabalhou a temática do biodiesel
em suas aulas para o ensino médio?
6) Caso tenha trabalhado, descreva resumi
3) Você utiliza algum livro didático como su
porte para as aulas que prepara para as
séries do ensino médio? Caso sim, citar
autor, livro e ano de publicação.
4) O livro adotado aborda o tema biodiesel?
damente o que foi feito e a série em que o
tema foi aplicado.
7) Caso não tenha trabalhado, como você
acha que a temática do biodiesel poderia
ser útil para facilitar o ensino de Química?
Índice 71

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