Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Evaluation of the performance and durability of building paints produced with waste from granite and marble processing(Universidade Federal de Viçosa, 2024-06-24) Basso, Márcia Maria Salgado Lopes; Pedroti, Leonardo Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/8255196188939691The production of paints using waste from the granite and marble processing is a new alternative to promote sustainable development in civil construction. However, challenges such as the lack of an effective process for dispersing and stabilizing pigments, along with the low resistance of mixtures to attack by biological agents, can compromise the performance or even make the use of these paints unfeasible. Therefore, this study aimed to evaluate the performance and durability properties of latex paints produced from the combination of polyvinyl acetate (PVA) resin and granite (GW) and marble (MW) waste, with a focus on proposing improvements in the formulation. To achieve this purpose, the most appropriate proportions of GW and MW (pigments), water (solvent), and PVA resin (binder) were initially determined to meet the minimum requirements for hiding power and abrasion resistance established for economic category paints. Next, the influence of biocidal and dispersant additives on paint performance was investigated, analyzing hiding power, abrasion resistance, dispersion, and resistance to bacterial growth. Finally, the durability of paints produced with GW and MW was evaluated, comparing them with economic category latex paints available on the market through exposure tests to natural and accelerated weathering. The results obtained indicated that paints with the best performance are composed of 41-47% GW, 35% water, and 18-24% resin. Furthermore, the inclusion of a biocidal additive maintained the optical and mechanical properties of the paints, while substantially reducing the bacteria growth. However, the addition of a dispersant additive improved the dispersion of the components, but compromised the abrasion resistance and durability of the paint. The weathering results demonstrated that the paints only underwent color alteration after one year of exposure. Comparisons of the effects of natural and accelerated weathering indicated that paint deterioration observed after one year of natural weathering can be reproduced in just two cycles (16.6 days) of accelerated weathering. It is concluded that paints produced with granite waste exhibit great potential for use due to their performance and durability compared to other economical paints. Keywords: Durability. Granite. Marble. Paints. Performance. Waste.Item Tecnologias emergentes para cultivo e colheita de microalgas: co-tratamento de efluentes para adequação da razão C/N e otimização da eletrocoagulação(Universidade Federal de Viçosa, 2025-03-21) Pereira, Alexia Saleme Aona de Paula; Calijuri, Maria Lúcia; http://lattes.cnpq.br/0317930672123615Esta tese investigou estratégias emergentes para o cultivo e colheita de biomassa de microalgas, visando à valorização de águas residuárias e geração de biocompostos de interesse econômico. Inicialmente, o Capítulo I apresenta o estado da arte sobre cultivo de biomassa em águas residuárias, abordando diferentes estratégias para aumento da produção e acúmulo de metabólitos. Adicionalmente, a revisão explora técnicas emergentes para a colheita de biomassa cultivadas em águas residuárias, como a eletrocoagulação (EC), apresentando benefícios e limitações do processo, além das principais oportunidades de pesquisa. No Capítulo II, foi analisado o impacto da razão mássica carbono/nitrogênio (C/N, m/m) no cultivo de biomassa microalgal, utilizando uma combinação de águas residuárias municipais com águas residuárias industriais do processamento de sucos. A pesquisa foi realizada em escala de bancada, visando determinar as proporções de águas residuárias que proporcionam o melhor desempenho no cultivo e acúmulo de biocompostos. Os resultados mostraram que as razões C/N de 30,67 e 7,52 resultaram nas maiores concentrações de Clorofila-a, sendo 1,47 e 1,54 vezes superiores às observadas no cultivo realizado exclusivamente com águas residuárias municipais (razão C/N de 1,75). Adicionalmente, a razão C/N elevada (30,67) favoreceu o acúmulo de lipídios (26,39%) e carboidratos (30,07%), enquanto C/N moderada (7,52) aumentou a fração proteica (33,00%). Em uma abordagem de aumento de escala, o Capítulo III investiga os efeitos da razão C/N no cultivo em escala piloto, usando lagoas de alta taxa. Avaliaram-se diferentes razões C/N (9,65; 25,31; 52,71), através da combinação de águas residuárias municipais com águas residuárias industriais. A menor razão C/N apresentou teor de proteínas superior (25,37%), enquanto a maior razão C/N proporcionou maior produção de ácidos graxos para C16:0 (40,39%) e C18:0 (10,08%), destacando seu potencial para produção de biocombustíveis. Essas descobertas reforçam a relevância do ajuste da razão C/N conforme o objetivo pretendido, seja para rotas energéticas ou agrícolas. Nos Capítulos IV e V, estudou- se a otimização da EC como tecnologia de colheita. O Capítulo IV avaliou o impacto de parâmetros operacionais (pH, densidade de corrente e tempo) na eficiência de colheita e na concentração de Alumínio na água residual do processo. Os melhores resultados (até 92,61% de eficiência de colheita) ocorreram em pH 8, com 5 A e 7 minutos de operação. Posteriormente, a Metodologia de Superfície de Resposta (Capítulo V) permitiu encontrar a combinação de parâmetros operacionais que maximiza a eficiência de colheita (~75%) e minimiza a contaminação por alumínio. Além disso, a avaliação de ciclo de vida indicou o consumo energético como a principal fonte de impacto, recomendando o uso de energias renováveis para mitigação. Em síntese, esta tese demonstra que o ajuste da razão C/N, por meio da mistura de diferentes águas residuárias, pode aumentar a produção e o acúmulo de compostos de alto valor em microalgas, ao mesmo tempo em que aprimora a remoção de poluentes. Aliada a processos de eletrocoagulação otimizados, a abordagem proposta contribui para viabilizar a biotecnologia algal, criando uma alternativa sustentável no tratamento de efluentes e na obtenção de bioprodutos. Palavras-chave: Tratamento de águas residuárias; Biomassa de microalgas; Recuperação de Recursos; Razão C/N; Eletrocoagulação; Avaliação do Ciclo de Vida.