Resumo em Português:

Um dos impactos ambientais mais significativos em minerações de ferro está associado com as modificações da paisagem, especialmente em regiões de floresta equatorial, como no depósito N1, localizado na Província Mineral de Carajás. O uso da tecnologia do sensoriamento remoto tem mostrado muita eficiência e baixo custo no levantamento de informações ambientais nessa região. Imagens ópticas e de radar permitem a extração de informações complementares sobre a cobertura superficial e as alterações antrópicas, sob uma visão sinóptica do tratamento desses impactos. O principal objetivo dessa pesquisa é a obtenção de um conjunto de informações ambientais para futura implementação em um sistema de conhecimento que possa ser utilizado em regiões com contextos geoambientais similares.

Resumo em Inglês:

One of the most significant environmental impacts of iron-ore mining is associated with landscape modifications, particularly in equatorial forest conditions around the N1-deposit located in the Carajás Mineral Province. The use of remote sensing data can be an excellent alternative to decrease costs for environmental data acquisition in this region. Integrated optical and radar images were used to extract complementary information about the landscape's natural conditions and anthropogenic changes in a prospective vision of future use impacts. The main objective of this research is to obtain a set of environmental data for future implementation of a knowledge-system which can be of common use to other areas or regions with similar characteristics.

Resumo em Português:

Concentrações de arsênio em perfis de solos com terra preta arqueológica (TPA) e solos de área adjacente (AD) do Sítio Ilha de Terra, Caxiuanã, no Estado do Pará, região Amazônica, podem dar informações sobre as atividades antropogênicas dos habitantes dessa região. Análises químicas e mineralógicas foram realizadas nas amostras desses perfis. Os dados obtidos mostram que as concentrações do Fe e As aumentam com a profundidade dos perfis de solos, enquanto que as concentrações de matéria orgânica (MO) decrescem; as concentrações mais elevadas de Fe e As são observadas no perfil AD. Esses resultados indicam interações entre Fe e As e sugerem que a MO nos solos promove a dissolução da goethita e lixiviação do Fe e As no perfil TPA.

Resumo em Inglês:

Arsenic concentrations in soil profiles with archaeological black earth (ABE) and surroundings (SA) from the Sítio Ilha de Terra, Caxiuanã, in the State of Pará, Amazon region, may provide information on anthropogenic activity in the Amazonian habitat. The samples of ABE and SA soil profiles were submitted to chemical and mineralogical analysis. The obtained data show that Fe and As concentrations increase with depth while organic matter (OM) decreases. The highest concentrations of Fe and As are observed in the SA profile. These results indicate interactions between Fe and As and suggest that OM promotes the dissolution of goethite and leaching of Fe and As in the ABE profile.

Resumo em Português:

Esse trabalho apresenta uma avaliação geoquímica das águas superficiais do Parque Estadual do Itacolomi, relacionando-a com os cenários geológicos e com a geoquímica dos solos. Foram coletadas 36 amostras de solo de diferentes profundidades em pontos localizados em áreas representativas das diversas unidades litológicas. Também foram selecionados 18 pontos de amostragem de água em trechos com diferentes padrões de drenagem. os elementos maiores e traços foram determinados por ICP-OES. nas amostras de água, foram, também, determinados os parâmetros físico-químicos. Os resultados demonstram que a geologia exerce grande influência nas características químicas do solo e das águas superficiais da região. A comparação com valores-padrões definidos pelas normas CETESB 195/05 e CONAMA 357/05 indica concentrações anômalas de diversos elementos, possibilitando a comprovação da influência geológica e pedológica na qualidade das águas, já que a área de estudo é uma unidade de conservação livre de interferências antrópicas. Além disso, também foi possível observar a inadequação dessas normas em relação aos parâmetros de qualidade, que não consideram os fatores geológicos.

Resumo em Inglês:

This paper presents an analysis of the geochemistry of superficial waters in the Itacolomi State Park and their relationship to the geological scenario and soil geochemistry. Thirty six soil samples were collected at points located in representative areas from the different lithologies. In each region, the soil samples were collected at diverse depths. In addition, eighteen water sampling points were also selected in areas with different drainage patterns. In the ground and water samples, the concentrations of major and trace elements were determined by ICP-OES. Also, physical-chemical parameters were determined for the water samples. The results reveal that geology plays an essential role in the chemical signature of the soils and superficial waters. Comparison with standard values defined by the rules CETESB 195/05 and CONAMA 357/05 proved the influence of pedological and geological characteristics on the water quality. Anomalous concentrations of several elements were found in the water and ground samples. In addition, it was also possible to observe that the regulations for water quality of this area are inadequate since they do not take the geological factors into consideration.

Resumo em Português:

O estabelecimento de valores de background geoquímico como medida relativa para distinguir concentrações naturais de um elemento (geogênica e/ou biogênica) e a influência das atividades antrópicas nestas concentrações representa um dos assuntos mais importantes das ciências ambientais recentes. A relação entre as alterações naturais e as proporcionadas pela ação antrópica nas espécies químicas é uma questão que envolve implicações importantes nas áreas da geologia, toxicologia e biologia, entre outros campos do conhecimento. Isto é especialmente importante, quando interpretações geoquímicas de elementos tóxicos são requeridas. Assim, o objetivo principal desse artigo é apresentar e discutir as razões pelas quais o estabelecimento de valores de background geoquímico tem implicações nos estudos ambientais. Ao longo desse artigo, são apresentados alguns conceitos de background geoquímico e os principais métodos utilizados para avaliar a concentração background de elementos químicos (métodos direto e indireto). Além disso, são destacados alguns exemplos de estudos desenvolvidos no Brasil. Estudos envolvendo o estabelecimento de valores de background geoquímico são importantes porque permitem avaliar riscos potenciais de contaminação e identificar concentrações naturais de elementos-traço de uma determinada área.

Resumo em Inglês:

The establishment of background geochemical values as a relative measure to distinguish anthropogenic input from natural (geogenic and/or biogenic) concentrations of elements in different environmental samples, is one of the most important subjects in recent environmental sciences. The relationship between natural and anthropogenically altered concentrations of chemical species is a question that involves many implications in the geological, toxicological, biological and other areas of knowledge. This is especially important when geochemical interpretations of toxic elements are required. Thus, the principal objective of this article is to present and discuss the reasons for which the establishment of background geochemical values has implications in environmental studies. Throughout this article some concepts of the geochemical background used by various authors is presented and the main methods used for assessing background concentration of elements (direct and indirect methods). In addition, some examples of studies developed in Brazil are presented. Studies involving the establishment of background geochemical values are important because they allow the evaluation of potential contamination risks and the identification of natural trace-element concentrations in a determined area.

Resumo em Português:

O presente trabalho reporta os resultados da caracterização microestrutural realizada em bandas de cisalhamento adiabáticas induzidas num aço IF estabilizado ao titânio, visando a avaliar a formação e o crescimento de danos. O material foi deformado via compressão dinâmica sob altas taxas de deformação (> 5,0×10(4) s-1) numa barra de impacto de Hopkinson a -196ºC. A observação detalhada das regiões de cisalhamento e das superfícies de fratura foi realizada via microscopia eletrônica de varredura (MEV). A recristalização dinâmica no interior das bandas de cisalhamento adiabáticas foi o evento precursor, que permitiu um caminho para a propagação das fissuras. Pode-se concluir que a fratura do material foi o resultado de um processo de clivagem dirigido por maclas de deformação e bandas de deslizamento.

Resumo em Inglês:

The present work reports the results of microstructural characterization performed in adiabatic shear bands forced in titanium-stabilized IF steel to evaluate damage formation and growth. Dynamic compression tests were done at -196ºC under large strain rates (> 5.0×104 s-1) with the aid of a Split Hopkinson Bar. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to investigate the shear regions and the fracture surfaces in detail. The dynamic recrystallization within ASB was the precursor event and provided a path for crack propagation. It can be concluded that the failure of the material was the result of the cleavage process driven by the presence of deformation twins and slip bands.

Resumo em Português:

Esse trabalho apresenta os resultados experimentais da síntese de partículas de carbonato de cálcio precipitado (PCC) depositadas sobre carbonato de cálcio natural (GCC), onde se variaram a relação [Ca]/[CO3]T inicial, a temperatura e o pH da solução aquosa de síntese e a concentração de coagulante (EDTA). As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, carbono total (TOC), área superficial específica (método BET), distribuição granulométrica e refletância de luz visível para se determinar o brilho. Os resultados foram comparados a amostras de referência utilizadas por indústrias de papel. O aumento do teor de EDTA favoreceu a coagulação das partículas de PCC entre si, aumentando o tamanho dos agregados. Em valores de pH entre 10 e 11, o PCC tendeu a coagular entre si e, em valores de pH entre 8 e 9, na superfície das partículas de GCC. Observou-se uma redução da densidade do material obtido. Os valores de área superficial específica do material estão dentro do aceitável pelas indústrias de papel e de plásticos.

Resumo em Inglês:

This work presents the experimental results for precipitated calcium carbonate (PCC) synthesis over a ground calcium carbonate (GCC) substrate. The parameters [Ca]/[CO3]T initial ratio, aqueous synthesis solution temperature, pH and coagulant concentration (EDTA) were investigated. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), total carbon (TOC), specific surface area (BET method), particle size distribution and visible light reflectance (to measure the brightness of the samples). The results were compared with values from standard samples used in the paper industry. According to the experimental results, it was noted that an increase in the EDTA amount added to the pulp favored PCC homo-coagulation and also increased the size of the coagulum. PCC tends to homo-coagulate between pH 10 and 11, while it tends to precipitate over GCC particles between pH 8 and 9. A decreasing of the material density was also observed. Values found for specific surface area can be considered acceptable by paper and plastics industries.

Resumo em Português:

Uma previsão razoável da durabilidade de estruturas ou equipamentos que operam em temperaturas elevadas e atmosferas agressivas requer um completo entendimento dos mecanismos de degradação dos materiais causados por cargas mecânicas e corrosão. O objetivo geral desse estudo é simular processos de corrosão em temperaturas elevadas em condições próximas àquelas encontradas na realidade. Isto requer um modelo termodinâmico para prever a estabilidade das fases e um modelamento matemático que descreva os processos cinéticos, por exemplo, difusão no estado sólido - difusão no interior do grão e ao longo dos contornos de grão. Um programa computacional foi desenvolvido para descrever a oxidação interna, nitretação e sulfetação de várias ligas comerciais. O subprograma termodinâmico ChemApp foi integrado em um modelo numérico que usa o método de diferenças finitas. O modelo desenvolvido simula processos de corrosão interna que são controlados por difusão no estado sólido e que envolvam precipitação de várias fases. Formação de zona de corrosão interna, incluindo corrosão intercristalina em aços contendo baixo teor de Cr, é também tratada pelo modelo computacional desenvolvido. Nesse artigo, são consideradas soluções diluídas e monofásicas.

Resumo em Inglês:

A reasonable prediction of the service life of structures or equipment operating at high-temperatures in aggressive atmospheres requires a full understanding of the degradation mechanisms of the material due to mechanical loading and corrosion. The overall objective of this study is to simulate high-temperature corrosion processes under near-service conditions, which require both, a thermodynamic model to predict phase stabilities for given conditions and a mathematical description of the kinetic process, i.e., solid state diffusion. A computer program was developed in which the thermodynamic program library ChemApp is integrated into a numerical finite-difference diffusion calculation to treat internal oxidation, nitridation and sulfidization processes in various commercial alloys. The model is capable of simulating multi-phase internal corrosion processes controlled by solid-state diffusion into the bulk metal as well as intergranular corrosion occurring in low-alloy steels by fast inward oxygen transport along the grain boundaries of the substrate. In this article, dilute and monophase solutions are considered.

Resumo em Português:

A liga Zn-22%Al apresenta uma microestrutura complexa, tanto no estado bruto de fusão, como após envelhecimento, devido à transformação eutetóide (β → α + η). O objetivo desse trabalho é relacionar a morfologia das fases presentes em lingotes brutos de fusão e após envelhecimento com a taxa de solidificação. Amostras dos lingotes da liga Zn-22%Al foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). A estrutura α + η com morfologia lamelar em amostras brutas de fusão transforma-se em uma textura refinada tendendo a globular-equiaxial após o envelhecimento. Observou-se que a dureza das amostras está fortemente relacionada com a morfologia da estrutura α + η. Por outro lado, a composição e a morfologia das fases são conseqüências da taxa de solidificação e resfriamento.

Resumo em Inglês:

The Zn22wt%Al alloy has a complex microstructure due to eutectoid transformation (β → α + η) in cases of as-casting and after quench-aging conditions. The objective of this work was to investigate the relationship between the solidification rate and the morphology of α and η phases, before and after quench-aging. The samples of the Zn-22wt%Al alloy were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and by EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). The as-casting samples presented a lamellar structure while the as-aged ones exhibited a quasi-globular morphology. The results showed that the hardness of the samples strongly depends on the α + η phase morphology. On the other side, the chemical composition and morphology of the phases depends on the solidification and cooling rates.

Resumo em Português:

Nesse trabalho, são apresentados os resultados de simulações bidimensionais da formação de dendritas durante a solidificação do níquel e do ferro puros, utilizando um modelo de campo de fase. A morfologia obtida mostrou-se qualitativamente semelhante à forma dendrítica, com braços primários e secundários bem desenvolvidos. Além disso, as velocidades de crescimento em regime permanente, calculadas no presente trabalho, apresentaram boa conformidade com os dados experimentais em uma grande faixa de super-resfriamentos. Foi observado que a espessura da interface apresenta um forte efeito sobre a morfologia e a velocidade de solidificação. Interfaces espessas reduzem o tempo computacional; entretanto podem gerar resultados inconsistentes. A espessura que apresentou os melhores resultados sem aumento acentuado do tempo de processamento foi 4x10-8m.

Resumo em Inglês:

Numerical results for the solidification morphologies of pure Nickel and Iron, obtained by a two dimensional Phase Field model, conformed qualitatively well with the dendritic form, clearly depicting developed primary and secondary branches. Additionally, the steady state solidification velocity obtained in the present simulations fitted the experimental data over a wide range of undercoolings. It has been observed that the solid-liquid interface thickness has a strong effect on both the morphology and steady state solidification velocity. A thicker interface which might reduce computation time may produce inconsistent results. The best results were obtained using an interface 4x10-8m thick.

Resumo em Português:

O artigo apresenta uma metodologia analítica para analisar treliças com severo comportamento não linear geométrico. O objetivo principal do trabalho é encontrar soluções analíticas para treliças com diferentes esforços axiais nos elementos estruturais. A metodologia é baseada na cinemática estrutural, nas leis constitutivas elásticas e no equilíbrio de forças nodais. A formulação proposta pode ser aplicada em materiais hiperelásticos, como borracha e espumas com comportamento elástico. Uma treliça do tipo Von Mises com duas barras feitas de materiais diferentes é apresentada como exemplo de aplicação, com o objetivo de demonstrar a precisão e eficiência do método proposto.

Resumo em Inglês:

This paper presents an analytical method for analyzing trusses with severe geometrically nonlinear behavior. The main objective is to find analytical solutions for trusses with different axial forces in the bars. The methodology is based on truss kinematics, elastic constitutive laws and equilibrium of nodal forces. The proposed formulation can be applied to hyper elastic materials, such as rubber and elastic foams. A Von Mises truss with two bars made by different materials is analyzed to show the accuracy of this methodology.

Resumo em Português:

Ainda não existem normas de projeto de estruturas com perfil de alma corrugada que tratem de todos os fenômenos envolvidos em seu comportamento estrutural. É necessário, portanto, desenvolver recomendações que possam representar, adequadamente, seu comportamento sob os diversos modos de falha, a partir dos conceitos e métodos da Teoria da Confiabilidade. Nesse estudo, é abordada a avaliação da segurança de vigas de alma senoidal para o modo de falha de flambagem lateral com torção (FLT). Para isso, nessa primeira parte, são apresentados os seguintes requisitos básicos: (i) proposição e validação do modelo de cálculo; (ii) estatísticas das variáveis básicas. O modelo de cálculo proposto é baseado numa adaptação das normas ANSI/AISC 360-05 (2005) e ABNT NBR 8800 (2008), em que se despreza a alma senoidal no cálculo das propriedades geométricas. As estatísticas das variáveis básicas foram obtidas da literatura e de medições das dimensões reais dos perfis de alma senoidal fabricados no Brasil.

Resumo em Inglês:

There are no design standards or specifications dealing with all the phenomena involved in the structural behavior of corrugated-web beams. The development of recommendations that might express their behavior more properly, within the concepts and methods of the Theory of Reliability is therefore necessary. In this research, the safety assessment of sinusoidal-web beams for the lateral-torsioned buckling failure mode is performed. To this end, in this first part, the following basic requirements are presented: (i) proposal and validation of the calculation model; (ii) statistics of basic variables. The proposed model is based on an adaptation of the standards ANSI/AISC 360-05 (2005) and ABNT NBR 8800 (2008), in which the corrugated web is neglected on the computation of geometric properties. The statistics of basic variables were obtained from literature and measurements of the actual dimensions of sinusoidal-web shapes manufactured in Brazil.

Resumo em Português:

Nesse trabalho, são apresentados os resultados do estudo sobre a utilização da escória de cobre como agregado miúdo para concreto. Foi avaliada a influência da utilização de diferentes teores de escória de cobre granulada, como agregado miúdo, nas propriedades mecânicas (resistência à compressão e tração) do concreto. Os resultados mostram que a utilização de escória de cobre como agregado miúdo, até 40% de substituição em volume, promove um incremento no desempenho mecânico do concreto, demonstrando a possibilidade de utilização em substituição parcial do agregado miúdo natural.

Resumo em Inglês:

This work presents the results of the study about the use of copper slag as fine aggregate for concrete. The influence of the use of different percentages of granulated copper slag, as fine aggregate, in the mechanical properties (compression strength and splitting tensile strength) of the concrete was evaluated. The results show that the use of copper slag as fine aggregate, up to 40% of substitution in volume, promotes an increment in the mechanical performance of the concrete. The work shows the possibility of using copper slag in partial substitution of the natural aggregate.

Resumo em Português:

O estudo desenvolveu-se com o objetivo de classificar o nível de vulnerabilidade à contaminação da água subterrânea numa região limitada da Bacia Sedimentar do Araripe. A área abrange oito municípios localizados no sul do Estado do Ceará, na região Nordeste do Brasil. A metodologia baseia-se na aplicação do Método GOD (Foster & Hirata, 1988), que consiste na caracterização, por meio de índices, do grau de confinamento da água subterrânea, da ocorrência dos estratos de cobertura e do nível do lençol freático. O resultado final é obtido pela multiplicação dos índices e corresponde a um mapa geral com indicação dos níveis de vulnerabilidade da área. Os resultados, em termos percentuais, revelam que a área apresenta vulnerabilidade à contaminação predominantemente variando de média (41%) à alta (59%), evidenciando a necessidade de desenvolvimento e implantação do zoneamento de proteção do manancial.

Resumo em Inglês:

The main object of this research is to classify the groundwater vulnerability to contamination in a limited area of the Sedimentary Basin of Araripe. The area includes eight counties located in the south of the State of Ceará, in the Northeast region of Brazil. The methodology was based on the GOD method (Foster & Hirata, 1988) that consists in the analysis of the groundwater presence, the overall geological stratification of aquifer and the depth of water. The methodology uses several indexes to classify the aquifer. The final result is obtained by the multiplication of the indexes and they can be used to generate a map that indicates the distribution vulnerability levels of the aquifer. The results, in percentile terms, indicate that the area presents predominant vulnerability to contamination between moderate (41%) to high (59%), suggesting the need for development and implementation of groundwater protection zoning.

Resumo em Português:

Esse artigo avalia uma atividade garimpeira, garimpo de ouro do Engenho Podre, com base nos princípios de desenvolvimento sustentável. Esse estudo partiu da hipótese de que a implementação de um sistema de gestão ambiental, compromisso assumido pela Cooperativa dos Garimpeiros de Mariana (COOPERGAMA), na assinatura de um termo de ajuste de conduta, associado a uma melhora no desempenho técnico operacional, é possível, sendo que tal atividade pode ser levada adiante de forma sustentável com foco no tripé ambiental, econômico e social. Embora ainda marginal, do ponto de vista técnico, a COOPERGAMA adotou, durante o período de estudo, práticas ambientais e socio-econômicas em atendimento aos princípios de desenvolvimento sustentável. Entretanto aspectos administrativos, falta de investimentos e desorganização da cooperativa, entre outros fatores, ainda afetam a sustentabilidade de tais práticas a longo prazo. Esse artigo mostra que, uma vez adotadas as boas práticas ambientais e administrativas, é possível atender aos princípios de desenvolvimento sustentável numa atividade garimpeira.

Resumo em Inglês:

Based on sustainable development principles, this paper evaluates artisanal gold mining activity in Engenho Podre. This study followed the hypothesis that the implementation of environmental management according to a conduct adjustment agreement firmed by the Cooperativa dos Garimpeiros de Mariana (COOPERGAMA), associated with operational performance improvement would permit continuation of this activity in a sustainable way from the environmental, socioeconomic and cultural point of view. Although still illegal, from the technical point of view, the artisanal mining at Engenho Podre is adopting environmentally-accepted strategies to promote reasonable socioeconomic development. However, administrative issues and lack of investments still affect the sustainability of such practices in the long-term. This paper shows that when good administrative and environmental practices are adopted, it is possible to meet the sustainable development principles in an artisanal mining activity.

Resumo em Português:

Esse trabalho faz revisão dos princípios utilizados por três importantes técnicas utilizadas para dimensionar espessadores: Fluxo de Sólidos, Talmadge-Fitch e Roberts. Elas foram aplicadas para validar o cálculo do diâmetro (D) e a área de sedimentação (A) de um espessador que clarifica salmoura em uma fábrica localizada em Cubatão-SP. O dimensionamento do espessador (cálculo de A e D) foi baseado no comportamento da sedimentação, avaliado em escala de laboratório, de partículas de sal suspensas em salmoura. Os valores de D e A (D=13,9-14,1m; A=151,7-156,1m²) obtidos pelas três técnicas foram comparados com o diâmetro do espessador real (D=20,0m). Por outro lado, os valores corrigidos para D e A (D=18,1-18,3m; A=257,0-263,0m²) foram obtidos usando um fator de escala (f =1,30). Esses valores são 10% menores em relação ao equipamento industrial.

Resumo em Inglês:

This work reviews the fundamentals of three important techniques currently used to dimension thickeners: Flux of Solids, Talmadge-Fitch, and Roberts. They were applied to validate the calculation of diameter (D) and sedimentation area (A) of a real thickener, which clarifies brine in a plant located at Cubatão-SP. The calculation of thickener dimension (A and D) was based on the sedimentation behavior of salt particles in brine on a laboratory scale. The values of D and A (D=13,9-14,1m; A=151,7-156,1m²), which were calculated by the three techniques, were compared with the diameter of the real equipment (D=20,0m). On the other hand, corrected values of D and A (D=18,1-18,3m; A=257,0-263,0m²) were obtained by using a scale factor (f=1,3). These results are 10% lower than the real equipment.