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This study aimed to identify potential sources of organic matter in sediment, using stable isotopes of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N). Sediment samples were gathered from the margin and in center of three subsystems: Ivinheima, Paraná and Baia, in August/2001. The samples were fractionated granulometrically and separated by size (< 200 µm; 70-200 µm; > 70 µm), prepared and sent to CENA / USP, for identifying the isotopes proportions. Significant differences were detected in the isotopic ratios of the sediment only between sampling stations. The Baía channel presented the lowest delta13C values, while the highest ones were recorded in Paraná river. At this last, delta15N values were negative (-14.41‰). We did not verify significant difference in isotopic composition between the particle sizes of sediment, and between the sampling points. The main sources of carbon for the sediment were C3 macrophytes, periphyton and particulate organic carbon (POC).

Climate change is bound to impact the water cycle and water availability, compounding the sustainable management of its quantity and quality. Groundwater is bound to suffer the impacts of climate change, coupled with those of land use changes, population and its lifestyles evolution. Climate change studies normaly have a 50 to 100 years horizon, which is a challenge for decision makers, who usually rely on relatively short therm data and projections to implement their management policies. BINGO Project tries to address this gap, by providing information of climate change impacts, including those of extreme events, on the water cycle for the short-tomedium term. Climate change impacts on groundwater rely on mathematical modeling, using recharge projections obtained from the climate forecasts of the Regional Climate Models set up for Europe. Sea level change is also a component of this analysis and its ensuing impacts of saltwater intrusion on the coastal and estuarine areas of Aluviões do Tejo and Bacia do Tejo-Sado/Margem Esquerda aquifers. 4p DHA/NRE

Resumo: O biodiesel e um combustível biodegradável, renovável e com menor emissão de gases poluentes do que o petrodiesel. Ele e composto por ésteres alquilícos de ácidos graxos obtidos pela transesterificação de óleos ou gorduras com um álcool de cadeia curta como o metanol ou o etanol. Os ésteres etílicos resultantes da transesterificação com o etanol ainda são pouco caracterizados. Dados de suas propriedades termofísicas e de equilíbrio de fases; que são muito importantes para o projeto, modelagem, simulação e otimização do processo de produção do biodiesel, são escassos na literatura. Neste trabalho determinaram-se dados de pressão de vapor dos ésteres laurato de etila, miristato de etila, palmitato de etila, estearato de etila, oleato de etila e linoleato de etila, e dados de equilíbrio líquido-vapor dos sistemas palmitato de etila + estearato de etila a 40 mmHg, palmitato de etila + oleato de etila a 40 e 70 mmHg e palmitato de etila + linoleato de etila a 70 mmHg. Para a determinação experimental propôs-se a utilização de uma técnica não convencional: a calorimetria exploratória diferencial ("Differential Scanning Calorimetry" - DSC). Nas analises foram utilizadas de 2-5 mg de amostra a uma taxa de aquecimento de 25 oC/min. As amostras foram colocadas em cadinhos herméticos de alumínio com um pequeno orifício na tampa ("pinhole") de 0,25 mm de diâmetro, para garantir a pressão interna constante. Para a determinação de dados de pressão de vapor, o DSC revelou-se ser uma técnica adequada e suas principais vantagens em relação as técnicas convencionais são: utilização de pequena quantidade de amostra e menor tempo de analise. Os dados de equilíbrio líquido-vapor medidos pelo DSC foram satisfatórios. Esta técnica mostrou-se restrita, não sendo adequada para a determinação do equilíbrio liquidovapor de sistemas cujos componentes apresentam grande diferença de volatilidade Abstract: Biodiesel is a biodegradable, renewable fuel with lower greenhouse gas emissions. It consists of the alkyl esters of fatty acids, obtained by the transesterification of fats and oils with a short chain alcohol such as methanol or ethanol. Ethyl esters resulting from transesterification with ethanol are poorly characterized. The thermophysical properties and phase equilibrium data involving the fatty acid ethyl esters are very important in the design, modeling, simulation, and the optimization of the production of biodiesel, are scarce in the literature. In this work was determined vapor pressure data of the esters ethyl laurate, ethyl myristate, ethyl palmitate, ethyl stearate, ethyl oleate and ethyl linoleate; and vapor-liquid equilibrium data of systems ethyl pamitate + ethyl stearate at 40 mmHg, ethyl palmitate + ethyl oleate at 40 and 70 mmHg and ethyl palmitate + ethyl linoleate ant 70 mmHg. For the experimental determination proposed the use of a non-conventional technique: differential scanning calorimetry (DSC). Samples of 2 to 5 mg were used in the analysis, with heating rate of 25 ?C/min. The samples were placed in hermetic aluminum crucibles with a small hole in the lid ("pinhole") of 0.25 mm diameter, which maintain a constant internal pressure. The technique of differential scanning calorimetry was shown to be appropriate to determining the vapor pressure of ethyl esters. This technique showed advantages over conventional techniques: the use of a small sample size and shorter analysis time. The vapor-liquid equilibrium data measured by DSC were satisfactory. This technique proved to be restricted and it is not suitable for determining the vapor-liquid equilibrium data of systems whose components have large difference in volatility Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Desenvolvimento de Processos Químicos Orientador: Maria Alvina Krähenbühl Doutor em Engenharia Química Doutorado

In Mediterranean-type climates crop yield depends strongly on the early development of individual plants. Extreme variations of soil temperature close to the surface of bare soils and fast changes of soil water content due to irregular rainfall and high evaporative demand reduce the success of germination, emergence and early leaf production, reducing crop productivity. According to IPCC Fourth Assesment report, climate change in Southern Europe “is projected to worsen hygrometric and thermal conditions (high temperature and drought) and to reduce water availability” and, consequently, to decrease general crop productivity. The aim of this study was to evaluate the thermal conditions in the top soil layer under different climate change scenarios, and their effects on the early development of some representative crops of Mediterranean agriculture (pea, broad bean, maize and sunflower). For this purpose, soil temperatures near the surface of a Luvisol and a Vertisol during the usual sowing season of winter (October) and summer crops (April) were compared to those recorded in the air above ground, to forecast future values. The impact of simulations on the speed, size and dispersion of germination, emergence and early leaf production was estimated using values of bioclimatic parameters of the crops (cardinal temperatures and thermal times for different phases of establishment) found in the literature. In both seasons, monthly mean temperatures at soil top layer were significantly greater (*P<0.05) than those found in the air above ground. However, the relationships between air and top soil temperatures were different in both soils and in both seasons. Summer crops seem to be less affected by an increase in temperature than winter crops. Otherwise, the former seem to be more affected by a decrease in soil water availability than the later. In addition, final emergence, speed of emergence and leaf production of the different species will be more affected by global warming than the dispersion around the most likely thermal times. The magnitude of these effects depends also on the magnitude of warming.

Resumo: O trabalho reportou dois métodos alternativos para determinação de íons metálicos (Na, K, Ca e Mg) em amostras de biodiesel. Tais métodos foram aplicados em amostras de biodiesel sintetisados a partir de diferentes óleos vegetais e, também, de gordura animal. Os métodos propostos utilizam, no tratamento da amostra, extração líquido-líquido em meio aquoso ácido, com aquecimento e extração assistida por ultrassom. A quantificação dos íons metálicos é feita por cromatografia de íons (Na, K, Ca e Mg) e por fotometria de chama (Na, K). Uma melhor separação cromatográfica dos íons Na, K, Ca e Mg foi obtida quando se empregou como eluente uma solução mista de ácido dipicolínico 1,7 mmol L com HNO3 2,5 mmol L. Para o método empregando cromatografia de íons, os limites de detecção (LD) e os limites de quantificação (LQ) foram respectivamente: 0,28 e 0,83 mg kg (Na); 0,38 e 1,13 mg kg (K); 0,41 e 1,22 mg kg (Ca); 0,29 e 0,86 mg kg (Mg). Os desvios padrão relativos dos valores encontrados foram menores do que 18,6 %. A exatidão do método foi avaliada através de teste de recuperação, com resultados entre 88,45 e 109,8 %, e por comparação dos dados obtidos por ICP OES. O teste t-Student e o teste¿F mostraram que ambos os métodos apresentaram resultados equivalentes em termos de exatidão e precisão. Na fotometria de chama, os valores de LD e LQ, foram respectivamente: 0,6 e 1,8 mg kg (Na); 0,4 e 1,4 mg kg (K). A recuperação obtida foi de 92,1 % para Na e de 103,6 % para K. Na comparação dos teores dos íons Na e K fornecidos pelo procedimento que usa fotometria de chama com aqueles provindos da cromatografia de íons, não foi observada diferença significativa entre os resultados, ao nível de confiança de 95%, tanto no que se refere à exatidão como à precisão. A simplicidade, exatidão, precisão e custo relativamente baixo dos métodos propostos sugerem que podem ser boas alternativas para a determinação dos íons metálicos (Na, K, Mg e Ca) em amostras de biodiesel Abstract: In this work reports two alternative methods for the quantitation of metallic ions (Na, K, Mg e Ca) in biodiesel samples. The proposed methods were applied to biodiesel that were synthesized from different vegetable oils and also animal fat. The proposed method uses water extraction, heating and ultrasound. The quantitation of the ions was performed using ion chromatography (Na, K, Mg e Ca) and flame photometry (Na, K).The best chromatographic separation of the cations (Na, K, Ca e Mg) was observed when a solution containing dipicolinic acid (1.7 mmol L) plus nitric acid was used (2.5 mmol L). For the method with ion chromatography, the limits of detection (LOD) and of quantitation (LOQ) were respectively: 0.28 and 0.83 mg kg (Na); 0.38 and 1.13 mg kg (K); 0.41 and 1.22 mg kg (Ca); 0.29 and 0.86 mg kg (Mg). The relative standard deviations of the obtained values were smaller than 18.6 %. The accuracy was determined through recovery procedures, with presented results between 88.45 and 109.8 %, and also by comparison with the data obtained from ICP-OES. The Student.s t-test and the F-test showed that both methods presented equivalent results in with respect to accuracy and precision. In the case of flame photometry the LD and LQ values were respectively: 0.6 and 1.8 mg kg (Na); 0.4 and 1.4 mg kg (K). The observed recoveries were 92.1 % for Na and 103.6 % for K. In the comparison between the set containing the results obtained for Na and K with flame photometry with that came from ion chromatography, it was not observed significant difference at the 95% confidence level, both with respect to accuracy as well to precision. The simplicity, accuracy, precision and relative low cost of the proposed methods suggest that they are interesting alternatives for the quantitation of metallic ions (Na, K, Mg and Ca) in biodiesel samples Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Orientador: Matthieu Tubino Doutor em Ciências Química Analítica Doutorado

Resumo: O objetivo da dissertação foi avaliar o potencial da produto de matérias graxas por microalgas em processos de sequestro de carbono e a qualidade do biodiesel produzido pela biomassa produzida. A biomassa de microalgas foi produzida em reatores de coluna de bolhas, a partir de meios de cultivo sintéticos, nas condições de concentração celular inicial de 100mg.L-1, reator isotémico operando em temperaturas de 35°C, intensidades luminosas de 11klux e aeração contínua de 1VVM com injeção de ar contaminado com 15% dióxido de carbono. Nesta dissertação de mestrado, as espécies de microalgas descritas pela literatura como produtoras de matérias graxas foram cultivadas em condições fotossintéticas e avaliadas pelo estudo da correlação entre a produto de biomassa e a produção de biodiesel. Nesta etapa, a produção mássica das gorduras e análise qualitativa dos lipídeos produzidos das diferentes espécies foram os fatores determinantes para escolha da microalga com potencial para produção de biodiesel. Uma vez definida a espécie com maior potencial de exploração (melhores parâmetros de conversão de biomassa em materiais graxos, rendimento e produtividade), a composição dos materiais graxos foi determinada para estudo da compatibilidade ao perfil desejado para produção de biodiesel, bem como a qualidade final do biodiesel produzido para cada espécie estudada Abstract: The objective of the dissertation was to evaluate the potential of production of greases by microalgae in processes of carbon sequestration and the quality of biodiesel produced by the biomass produced. The microalgae biomass was produced in reactors, bubble column, based on synthetic culture media, under the initial cell concentration 100mg.L-1, isothermal reactor operating at temperatures of 35 °C, light intensities of 11klux and continuous aeration of 1VVM with injection of air contaminated with 15% carbon dioxide. In this master's thesis of microalgae species described in the literature as producers of raw grease were grown under photosynthetic and evaluated by the study of the correlation between biomass production and the production of biodiesel. In this step, the mass production of fats and qualitative analysis of lipids produced from different species were the determining factors for selection of microalgae with potential for biodiesel production. After determining the species with the highest potential for exploitation (best parameters for conversion of biomass materials in acids, yield and productivity), the composition of fatty material was determined to study the compatibility of the desired profile for biodiesel production and the final quality biodiesel produced for all species Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Orientador: Telma Teixeira Franco, Eduardo Jacob Lopes Desenvolvimento de Processos Químicos Mestre em Engenharia Química Mestrado

Resumo: O aquecimento global é um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade, gerando uma crescente preocupação com o meio ambiente. Dentre as possíveis formas de redução da concentração de dióxido de carbono, um dos causadores desse fenômeno, está a fixação biológica de CO2 podendo ocorrer em fotobiorreatores alimentados com culturas de cianobactérias. Nesse sentido, através de uma colaboração com a refinaria de Paulínia, o estudo teve por objetivos avaliar o potencial dos efluentes líquidos da indústria petroquímica como meio de cultivo da cianobactéria Aphanothece microscópica Nägeli e determinar modelos de crescimento celular e consumo de dióxido de carbono. Os testes envolveram diferentes diluições do efluente líquido em água destilada (0, 25, 50, 75 e 100%) e diferentes suplementações de sais de BGN no efluente líquido (0, 25, 50, 75 e 100%), visando avaliar o crescimento celular do microorganismo. Os resultados demonstraram que a limitação de nutrientes no efluente afetava significativamente os resultados de aumento celular necessitando da adição de 25% sais. Esses dados também foram analisados em função de modelos de crescimento (Gompertz, Gompertz Modificado, Logístico, Morgan, Baranyi) sendo o melhor ajuste encontrado com o modelo Gompertz Modificado. Também foram simulados valores de produtividade em função de cultivo em regime contínuo revelando máxima produtividade aproximada de 1,41kgbiomassa/Lreator em 1000h de operação com uma fixação de 2,61kgCO2/Lreator. O consumo de dióxido de carbono foi avaliado em experimentos realizados apenas com meio BGN e tiveram como finalidade avaliar parâmetros como taxa máxima de consumo de CO2, constante de saturação da biomassa e constante de inibição, sendo aplicados modelos de consumo de substrato (Webb, Aiva, Yano & Koga, Andrews, Chen e Ierusalinsky) para analisar os resultados e definir a condição de melhor concentração de biomassa para promover uma elevada fixação biológica de CO2. O modelo de Andrews foi escolhido para representar esse processo de consumo de CO2 pela facilidade no uso e significado físico de seus parâmetros indicando a possibilidade de se obter 3,00gbiomassa.L-1.h-1 e máxima taxa de retenção de CO2 na forma de biomassa de 2,67gCO2.L-1.h-1 mostrando a potencialidade de uso desse sistema em processos de fixação biológica de dióxido de carbono. Abstract: Actually, global warming is one of the most serious environmental problems in the planet, because of it, the concerns with the environment have increased. Among the possible ways to reduce atmospheric carbon dioxide concentrations, one of the responsible for this phenomenon, is the biological fixation of CO2, which can occur in photobioreactor feed with cyanobacteria cultures. Accordingly, through collaboration with Paulinia's refinery, this study had the objective to evaluate the petroleum industry wastewater as a culture medium to cyanobacteria Aphanothece microscopica Nägeli and to determine growth and CO2 consumption models. The tests involved different dilutions of wastewater in ditilled water (0, 25, 50, 75 e 100%) e different supplementation of salts of BGN (0, 25, 50, 75 e 100%), to evaluate the development of the microorganism. The results showed that the nutrients limitation in the wastewater significantly affected cell growth requiring addition of 25% salts. These data were also analyzed in terms of growth models (Gompertz, modified Gompertz, Logistic, Morgan, Baranyi) and de better fit was found with the modified Gompertz model. Continuous cultivations was simulated and revealed a maximum productivity about of 1.41 kgbiomass / Lreactor at 1000h of operation with a setting of 2.61 kgCO2/Lreactor. The consumption of carbon dioxide was evaluated in experiments realized with BGN and have the objective of measure parameters such as maximum rate of CO2 consumption, biomass saturation constant and inhibition constant, been applied substrate consumption models (Webb, Aiva, Yano & Koga, Andrews, Chen and Ierusalinsky) to analyze the results and define the position of better concentration of biomass to promote a high biological fixation of CO2. The model of Andrews was chosen to represent this process of consumption of CO2 by the ease of use and physical meaning of its parameters indicating the possibility of obtaining 3.00 gbiomass.L-1.h-1 and the retention rate of 2.67 gCO2.L-1.h-1 showing the potential use of this system in processes of biological fixation of carbon dioxide. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Desenvolvimento de Processos Químicos Orientador: Telma Teixeira Franco Mestre em Engenharia Química Mestrado

Abstract: A method has been developed for the quantification of the amount of petroleum remaining within the porous volume of oil reservoirs using radon as a natural tracer. The Oil Saturation is estimated, taking into account the partition coefficient of radon between the organic and aqueous phases in the reservoir is known and the increase in the amount of radon in the aqueous phase, relatively to the amount initially present is accounted for. The methodology has been tested in experiments carried in reduced laboratory scale. A porous medium block prepared in such a way to approximately reproduce the reservoir characteristics has been used in the tests. The block was built out of a sandstone rock containing uranium ore whose radon emanation rate allows precise measurements in small volume samples placed in a coreholder. The steps leading from the formation to the depletion of the reservoir have been simulated...Note: The complete abstract is available with the full electronic document Resumo: A metodologia desenvolvida estabelece alternativas que possibilitam a quantificação do óleo estacionado no volume poroso dos reservatórios de petróleo. Foi admitido que, o conhecimento do coeficiente de partição do radônio entre o óleo e a água presentes no reservatório, viabilizará a determinação da Saturação Residual, levando-se em conta o aumento da quantidade de radônio na fase aquosa em relação à quantidade presente antes de ser iniciada a recuperação secundária, quando o óleo é expulso pela injeção de água. Foram executados testes, em escala de laboratório, em um corpo de prova composto por um meio poroso construído de forma a simular as características de um reservatório. O corpo de prova, elaborado a partir de uma rocha sedimentar de minério de urânio, foi acondicionado em um coreholder onde foram reproduzidas as etapas desde a formação até o esgotamento de um reservatório...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Sistemas de Processos Químicos e Informática Orientador: Elias Basile Tambourgi Doutor em Engenharia Química Doutorado

Entre os impactos esperados das alterações climáticas estão a intensificação do aumento do nível médio do mar e a alteração dos padrões pluviométricos regionais. Os estuários estão entre as zonas mais vulneráveis a esses efeitos, sendo assim necessário entender os impactos nos mesmos para melhor planear ações de mitigação e aumento da resiliência. Neste trabalho foi aplicada modelação numérica, através do software Delft3D, para simular os efeitos na intrusão salina do estuário do Rio Minho sob os cenários RCP4.5 e RCP8.5, adotados pelo IPCC. Os caudais fluviais são regulados por diversas barragens, sendo influenciados apenas de forma indireta pelas alterações nos padrões pluviométricos. Assim, foi estudada a variação dos caudais de modo a apoiar futuras ações de planeamento e eventuais revisões das regras de operação dessas barragens para limitar a intrusão salina. Verificou-se o aumento da intrusão salina a montante do estuário com o aumento do nível do mar e a diminuição dos caudais fluviais chegando, no pior caso, à extensão de 28,9 km a partir da foz do estuário, o que poderá implicar com os usos da água nesta região. A extensão da intrusão salina apresenta maior dependência em relação às variações de caudal em situações de seca. Assim, nos casos mais críticos, ou seja, com maior intrusão salina, o caudal fluvial demonstrou ser o fator de maior importância, sendo a sua regularização uma ferramenta de controlo da extensão da intrusão salina no estuário. Among the expected impacts of climate change are the increased mean sea level rise and the changes in regional rainfall patterns. Estuaries are among the most vulnerable areas to these effects, so it is necessary to understand their impacts to better plan mitigation actions and increase resilience. Numerical modeling was applied in this work, using the Delft3D software, to simulate the effects of saline intrusion in the Minho River estuary under RCP4.5 and RCP8.5 scenarios adopted by the IPCC. In this case, the river`s flow is regulated by several dams, and the flow that reaches the estuary is only indirectly influenced by changes in rainfall patterns. Thus, the variation of river flows was studied in order to support future planning actions and revision of the dam discharges rules that should be followed to control salt intrusion. An increase in salt intrusion was observed at the upstream estuary with an increase in the sea level and the decrease in river flows reaching, in the worst case, the extension of 28.9 km from the estuarine mouth, which can bring several impacts to the different water uses in the region. The extent of salt intrusion showed a greater dependence on river flows variations under drought conditions. Thus, in the most critical cases, that is, with greater salt intrusion, the river flow proved to be the most important factor, and its control is an efficient tool to limit the extent of salt intrusion in the estuary. Agradeço também ao projeto EsCo-Ensembles (PTDC/ECI-EGC/30877/2017), cofinanciado por NORTE2020, Portugal 2020 e a União Europeia através do ERDF, e FCT através de fundos nacionais, cujos financiamentos apoiaram a criação do modelo utilizado, assim como de parte dos dados. Dissertação de mestrado em Engenharia Urbana

Partes do presente trabalho foram submetidas para publicação: Subcapítulo 5.1 Graça, S., Sousa, C., Ambrosano, L., Hall, L., Oliveira, A.C., Ribeiro, B., Gouveia, L. (2014); Production of valuable microalgal biomass by treating Urban Wastewater. Submetido Algal Research (Ref. No.: ALGAL-D-14-00148) Subcapítulo 5.7 Batista, A.P., Ambrosano, L., Graça, S., Sousa, C., Marques, P., Ribeiro, B., Botrel, E., Neto, P. e Gouveia, L. (2014); Combining urban wastewater with biohydrogen production - an integrated microalgae-based approach; Bioresource Technology (Ref. No.: BITE-D-14-04819) Laboratório Nacional de Energia e Geologia