Dissertations / Theses on the topic 'Escape Reaction'

The behaviours of eastern chipmunks (Tamias striatus) in response to aerial predators were studied in the field using trained kestrels (Falco sparverius) flying over a food patch where animals of known gender, age and burrow location categories were foraging. Their typical response was to flee toward a nearby refuge while producing a trill. After a few seconds, chipmunks usually emerged and started to produce long (but sometimes interrupted) series of chucks while facing the predator. Acoustical analysis showed that the trill consisted of a rapid series of usually high pitched and variable notes while most chucks consisted of two partially overlapping components differing mainly in frequency range. No differences were observed between individuals of different categories for most antipredator responses. Various observations suggest that the trill functions to startle the predator and that the chuck deters the predator from hunting in the area.

Despite the current understanding that sensorimotor circuits function through the action of transmitters and modulators, we have a limited understanding of how the nervous system directs the flow of information necessary to orchestrate complex behaviors. In this dissertation, I aimed to uncover how the nervous system coordinates these behaviors using the escape response of the soil nematode, Caenorhabditis elegans, as a paradigm. C. elegans exhibits a robust escape behavior in response to touch. The worm typically moves forward in a sinusoidal pattern, which is accompanied by exploratory head movements. During escape, the worm quickly retreats by moving backward from the point of stimulus while suppressing its head movements. It was previously shown that the biogenic amine tyramine played an important role in modulating the suppression of these head movmemetns in response to touch. We identified a novel tyramine-gated chloride channel, LGC-55, whose activation by tyramine coordinates motor programs essential for escape. Furthermore, we found that changing the electrical nature of a synapse within the neural circuit for escape behavior can reverse its behavioral output, indicating that the C. elegans connectome is established independent of the nature of synaptic activity or behavioral output. Finally, we characterized a unique mutant, zf35 , which is hyperactive in reversal behavior. This mutant was identified as a gain of function allele of the C. elegans P/Q/N-type voltage-gated calcium channel, UNC-2. Taken together, this work defines tyramine as a genuine neurotransmitter and completes the neural circuit that controls the initial phases of the C. elegans escape response. Additionally, this research further advances the understanding of how the interactions between transmitters and ion channels can precisely regulate neural circuit activity in the execution of a complex behavior.

An animal’s ability to navigate through its natural environment is critical to its survival. Navigation can be slow and methodical such as an annual migration, or purely reactive such as an escape response. How sensory input is translated into a fast behavioral output to execute goal oriented locomotion remains elusive. In this dissertation, I aimed to investigate escape response behavior in the nematode C. elegans. It has been shown that the biogenic amine tyramine is essential for the escape response. A tyramine-gated chloride channel, LGC-55, has been revealed to modulate suppression of head oscillations and reversal behavior in response to touch. Here, I discovered key modulators of the tyraminergic signaling pathway through forward and reverse genetic screens using exogenous tyramine drug plates. ser-2, a tyramine activated G protein-coupled receptor mutant, was partially resistant to the paralytic effects of exogenous tyramine on body movements, indicating a role in locomotion behavior. Further analysis revealed that ser-2 is asymmetrically expressed in the VD GABAergic motor neurons, and that SER-2 inhibits neurotransmitter release along the ventral nerve cord. Although overall locomotion was normal in ser-2 mutants, they failed to execute omega turns by fully contracting the ventral musculature. Omega turns allow the animal to reverse and completely change directions away from a predator during the escape response. Furthermore, my studies developed an assay to investigate instantaneous velocity changes during the escape response using machine based vision. We sought to determine how an animal accelerates in response to a mechanical stimulus, and subsequently decelerates to a basal locomotion rate. Mutant analysis using this assay revealed roles for both dopamine and tyramine signaling. During my doctoral work, I have further established the importance for tyramine in the nematode, as I have demonstrated two additional roles for tyramine in modulating escape response behavior in C. elegans.

INTRODUÇÃO: Pacientes em terapia anti-retroviral podem apresentar escapes transitórios de viremia plasmática (blip), porém os preditores desse evento e seu impacto sobre a incidência de falência virológica são ainda controversos na literatura. Neste estudo de coorte estimou-se a incidência de blip e de falência virológica e investigaram-se possíveis preditores de tais desfechos. Blip foi definido como carga viral superior a 50 cópias/mL com subseqüente supressão da viremia plasmática e falência virológica como duas medidas consecutivas de carga viral plasmática superiores a 50 cópias/mL. Adicionalmente, pesquisou-se, por ocasião desses eventos, a presença de mutações genotípicas de HIV capazes de conferir resistência aos anti-retrovirais e as concentrações plasmáticas de inibidores não nucleosídicos da transcriptase reversa e inibidores da protease, comparando-as com o relato dos participantes sobre adesão à medicação. MÉTODOS: 350 participantes infectados pelo HIV (250 homens e 100 mulheres) foram selecionados no Serviço de Extensão ao Atendimento de Pacientes com HIV/Aids Casa da Aids do Hospital das Clínicas da FMUSP, São Paulo, Brasil. Na admissão ao estudo e trimestralmente, ao longo de 78 semanas, foram coletadas informações sobre dados sóciodemográficos, forma presumida de aquisição do vírus, uso de e adesão a medicações anti-retrovirais, ocorrência de outras comorbidades, bem como uso de álcool e de drogas ilícitas. Investigaram-se fatores potencialmente associados à incidência dos desfechos de interesse, tais como ocorrência de outras doenças, exposição a imunizações e falha na adesão a práticas de sexo mais seguro. Amostras de sangue periférico foram coletadas a cada visita para determinação de carga viral plasmática por RT-PCR ultrassensível, e contagem de linfócitos T CD4+ por citometria de fluxo. Nos indivíduos que apresentaram os desfechos de interesse do estudo, procedeu-se ao seqüenciamento dos genes da transcriptase reversa e da protease de HIV e à dosagem plasmática dos anti-retrovirais por método de Cromatografia Líquida de Alta Performance. As incidências de blip e falência virológica foram estimadas e os fatores associados a ambos investigados em modelo de regressão logística múltipla. RESULTADOS: As incidências de blip e falência virológica foram 9,4 e 4,2/100 pessoas-ano, respectivamente. Três indivíduos apresentaram falência virológica precedidos por blip. À análise multivariada, a não adesão às praticas de sexo mais seguro no mês precedente se mostrou independentemente associada à ocorrência de blip (OR 24,64, IC 95% 4,40 137,88, p<0,001) e de falência virológica (OR 24,69, IC 95% 4,20 145,18, p<0,001). Adicionalmente, observou-se que a exposição prévia a maior número de esquemas anti-retrovirais foi preditora dos eventos blip (OR 1,82, IC 95% 1,41 2,36, p<0,001) e falência virológica (OR 1,67, IC 95% 1,19 2,35, p=0,003). A ocorrência de blip não se associou ao desenvolvimento posterior de falência virológica. Um maior número de mutações conferidoras de resistência medicamentosa foi identificado no momento de falência virológica, quando comparado ao momento de blip, com predomínio de mutações no gene da transcriptase reversa, refletindo o maior uso desses fármacos. Das 122 concentrações plasmáticas de anti-retrovirais analisadas em 120 amostras, 84 estavam em níveis terapêuticos adequados. Porém, tais resultados apresentaram apenas 69% de concordância com a adesão auto-referida à medicação. Este estudo mostra que apresentar blip em uma medida isolada pode ser um evento benigno; por outro lado, falência virológica pode ser conseqüente a acúmulo de mutações conferidoras de resistência a pelo menos um dos anti-retrovirais em uso, podendo comprometer a eficácia do esquema terapêutico utilizado. Ambos os desfechos mostraram-se mais incidentes na população multiexperimentada à terapêutica, que, portanto, merece atenção particular. Uma importante contribuição deste estudo foi a avaliação da dosagem plasmática dos antiretrovirais, método simples e de baixo custo, que, implantado na rotina laboratorial, pode contribuir para o monitoramento da adesão aos antiretrovirais e reduzir a demanda por testes genotípicos
BACKGROUND: HIV-1-infected patients under antiretroviral therapy may present intermittent viremia (blip); however, predictors of this outcome and its influence on the incidence of virologic failure remain controversial in the literature. The aim of this study is to estimate the incidence of blip and virologic failure in a cohort of patients under stable antiretroviral therapy and to investigate their associated factors. Blip was defined as a plasma HIVRNA load above 50 copies/mL followed by a subsequent value below 50 copies/mL. Virologic failure was defined as two consecutives measures of viral load above 50 copies/mL. Moreover, at time of occurrence of these outcomes, HIV genotyping assays were performed in search of drug resistance-associated mutations, and plasma concentrations of nonnucleoside reverse transcriptase and protease inhibitors assessed and compared with self-reported adhrence to therapy. METHODS: 350 subjects (250 male and 100 female) were enrolled at the HIV Clinic, School of Medicine, University of São Paulo, Brazil and followed for 78 weeks. At baseline and in 3-month interval follow-up visits we collected sociodemographic data and information on presumed mode of HIV acquisition, use of and adherence to antiretrovirals, comorbidities and use of alcohol and illicit drugs. Additionally, patients were questioned about potential predictors of the outcomes, including occurrence of other diseases, immunizations and risky sexual behavior. Blood samples were drawn for assessment of HIV plasma viral loads, using ultrasensitive RT-PCR, and T CD4+ cell counts by flow cytometry. Individuals who presented blip and/or virologic failure were submitted to HIV genotyping assays and assessment of antiretroviral plasma concentrations by high-performance liquid chromatography. Incidences of blip and virological failure were estimated and associated factors investigated, using a multiple logistic regression model. RESULTS: The incidence of blip and of virologic failure were 9.4/100 and 4.2/100 person-years, respectively. Three individuals presented virologic failure after blip episodes. On multivariate analysis, non-adherence to safer sex measures in the previous month was shown independently associated with the occurrence of blip (OR 24.64, 95%CI 4.40 137.88, p<0.001) and virologic failure (OR 24.69, 95%CI 4.20 145.18, p<0.001). In addition, history of multiple exposures to antiretroviral regimens was also a predictor of blip (OR 1.82, 95%CI 1.41 2.36, p<0.001) and virologic failure (OR 1.67, 95%CI 1.19 2.35, p<0.001). Blips were not predictive of virologic failure. A larger number of HIV mutations were identified at time of virologic failure, as compared to blip episodes, with mutations detected predominantly in the reverse transcriptase (RT) gene, probably due to larger exposure to RT inhibitors. Eighty-four out of 122 assessments of antiretroviral plasma concentrations analyzed in 120 samples resulted in the therapeutic range. However, these results were concordant with self-reported adherence to therapy in 69% of cases only. This study shows that a single blip episode may be considered benign, whereas virologic failure could result from accumulation of HIV drug resistance-associated mutations that may impair the efficacy of therapy. Both study outcomes occurred more frequently among patients with larger exposure to antiretrovirals, and therefore they should be monitored in this regard. An important contribution of this study concerns the assessment of antiretroviral plasma concentrations, a simple and low cost laboratory tool. Incorporated routinely in patient follow-up, it would help monitoring adherence to therapy and reduce the need for HIV genotyping assays

O presente trabalho estudou o aumento de capacidade de tratamento de um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) por meio da adição de material suporte para adesão celular (Biobob®), avaliando-se as eficiências de remoção de matéria orgânica (expressa como DQO demanda química de oxigênio) e sólidos em suspensão (expressos como SST sólidos em suspensão totais). O reator híbrido, no qual a biomassa está presente em suspensão e imobilizada no material suporte, foi submetido a baixos tempos de detenção hidráulica (TDH) e altas velocidades ascensionais (vs). A operação do reator anaeróbio, de volume útil igual a 12,5 m³, foi conduzida em duas etapas. Na primeira o sistema foi operado como um reator de manta de lodo e escoamento ascendente (UASB), com TDH de 8,8 h e velocidade ascensional de 0,63 m.h-1. Na segunda etapa, introduziu-se 5,0 m³ de material suporte Biobob® no leito reacional do reator, transformando-o em reator anaeróbio híbrido (HAnR). Nessa condição, variou-se a vazão de alimentação, tendo o TDH variado entre 7,4 h (vs de 0,66 m.h-1) a 3,9 h (vs de 1,25 m.h-1). Para ambas as etapas o sistema foi alimentado com esgoto sanitário à temperatura ambiente, após tratamento preliminar (gradeamento e caixa de areia). Para condições de operação similares, o reator anaeróbio híbrido (HAnR) apresentou melhor desempenho na remoção de DQO e SST que o reator UASB, acrescendo em até 18% e 30% a eficiência de remoção, respectivamente. Para a velocidade ascensional de 1,25±0,02 m.h-1 e TDH de 3,9±0,1 h, o HAnR apresentou concentrações médias no efluente tratado de 205±46 mg DQOt.L-1 e 73±30 mg SST.L-1 e eficiências de remoção de 55±9% DQOt e 63±14% SST.
The increase of the treatability capacity of a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor by introducing an innovative packing material (Biobob®) in its reaction zone was evaluated. The hybrid anaerobic reactor (HAnR) containing suspended and immobilized biomass was evaluated regarding its efficiency of removing organic matter (expressed as COD chemical oxygen demand) and suspended solids (expressed as TSS total suspended solids) under lower hydraulic detention time (HDT) and higher upflow velocities (v s). The anaerobic reactor operation, with 12.5 m³ of working volume, was conducted in two phases. In the first phase, the system was operated as a conventional UASB reactor with HRT of 8.8 h and vs of 0.63 m.h -1 . In the second phase, 5.0 m³ of packing material Biobob® was introduced inside the reaction bed, changing the reactor configuration from suspended growth to hybrid growth. In this condition, the hybrid anaerobic reactor (HAnR) was subjected to decreasing flowrates with HDT ranging from 7.4 h (vs of 0.66 m.h-1) to 3.9 h (vs of 1.25 m.h-1). For both phases, the feed was domestic wastewater (after screens and grit chambers) at ambient temperature. Under similar operation conditions, the HAnR performed better than the UASB reactor increasing at 18% and 30% the COD and TSS removal efficiencies, respectively. For vs of 1.25±0.02 m.h-1 and HDT of 3.9±1.0 h, the HAnR produced a very high quality effluent, with average COD and TSS concentration of 205±46 mg DQOt.L-1 and 73±30 mg SST.L-1 and removal efficiencies of 55±9% and 63±14% for CODt and SST, respectively.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de um reator anaeróbio híbrido (RAnH) em escala plena para tratamento de esgoto sanitário, contendo Biobob ® como meio suporte para imobilização celular. O reator possui volume útil igual a 2.495 m3 e foi resultado de uma adaptação de um reator UASB por meio da introdução de 1.000 m3 de material suporte Biobob® em parte do volume reacional do reator, transformando-o em um reator anaeróbio híbrido com leito fixo e manta de lodo. O reator foi monitorado por 480 dias consecutivos, sendo avaliado seu desempenho frente ao aumento gradativo da vazão média e às vazões decorrentes de horários de pico e períodos com elevada pluviosidade. O reator apresentou bom desempenho durante todo o período operacional, mantendo a qualidade do efluente tratado (DQO efluente média de 178 ± 30mg.L-1 e SST de 54 ± 25 mg.L-1) mesmo quando submetido à elevadas cargas hidráulicas proporcionadas por períodos de alta pluviosidade, mostrando-se como uma excelente alternativa para aumento da capacidade de tratamento de reatores UASB sem a necessidade de ampliações físicas no reator. Para um TDH médio de 5,8 h, que corresponde a um período em que houve vários picos de vazão, o reator manteve-se estável durante todo o período, com valores no efluente de DQO e SST de 169 ± 24 mg.L-1 e 47 ± 17 mg.L-1, respectivamente. Aproximadamente 70% do total da biomassa presente no reator encontra-se em suspensão no leito de lodo e 30% encontra-se aderida aos meios suportes, sendo ambas as frações fundamentais para o bom desempenho e estabilidade do tratamento. O rendimento da produção de biomassa observada (Yobs) foi de 0,182 g SSV.g-1 DQOremovida. Considerando-se a carga orgânica removida por meio da DQO bruta afluente e da DQO filtrada efluente, o Y\'obs foi de 0,143 g SSV. g-1 DQOremovida. A produção de lodo (considerando somente o descarte de sólidos pela via convencional ) foi de 0,073 g ST.g-1 DQO aplicada. Ambas as frações de biomassa (suspensa e aderida) apresentaram potencial metanogênico similar para condições com carga orgânica aplicada de 0,57 g DQO. g-1 SVT. A produção de energia elétrica estimada com o reaproveitamento do biogás gerado no RAnH, para a vazão média do período de 7.170 m3.d-1, foi de 31.798 kW.h.mês-1, o equivalente a 10 % do consumo energético mensal atual da ETE. O aproveitamento dessa energia acarretaria em uma economia mensal de R$ 17.170,73.
This study aimed to assess the feasibility of implementing a hybrid anaerobic reactor (HAnR) at full scale for treating wastewater containing Biobob® as a packing material for cell immobilization. The reactor volume is 2,495 m3 and was the result of an adaptation of a UASB reactor by introducing 1,000 m3 of packing material Biobob® in the reaction volume of the reactor, turning it into a hybrid anaerobic reactor with fixed bed and sludge blanket. The reactor was monitored for 480 consecutive days and evaluated their performance with the gradual increase of the average flow and the flow resulting from peak hours and periods of high rainfall. The reactor showed good performance throughout the operational period, maintaining the quality of treated efluente (COD effluent of 178 ± 30 mg. L-1 and TSS 54 ± 25 mg. L-1) even when subjected to high hydraulic loads provided by rainy periods, showing up as an excellent alternative to increase the UASB treatment capacity without the need for expansion physical the reactor. For an average HRT of 5.8 h, which corresponds to a period in which there were several peaks flow, the reactor remained stable throughout the period, with values in the effluent COD and TSS of 169 ± 24 mg.L-1 and 47 ± 17 mg.L-1, respectively. Approximately 70% of the total biomass present in the reactor was in suspension in the sludge bed and 30% adhered to the support material, and both fractions fundamental to the performance and stability of the treatment. The observed yield of biomass production (Yobs) was 0.182 g CODr.VSS.g-1. Considering the organic load removed by the total COD of influent and effluent COD filtered, the Y\'obs was 0.143 g CODr.VSS.g-1. The sludge production (considering only the disposal of solid by conventional means) was 0.073 g COD.TS.g-1 .Both biomass fractions (suspended and attached) have similar potential to methanogenic conditions with organic load of 0.57 g COD.g-1 SVT. The production of electricity estimated to reuse biogas generated in HAnR, for the average flow of the period 7,170 m3.d-1, was 31,798 kW.h.mês-1, equivalent to 10% of the current monthly energy consumption in the sewage treatment plant. The use of this energy would result in a monthly savings of R$ 17,170.73.

Ingeniera Civil Química
La flotación de minerales es una técnica de separación selectiva de partículas en base a su hidrofobicidad. En ella se utiliza una serie de reactivos, entre los que se encuentran los espumantes, cuya función principal es la de contribuir a la formación de burbujas de tamaño pequeño y una fase de espuma estable. En este trabajo se estudia el efecto que tienen los espumantes sobre la relación entre recuperación de agua y recuperación por arrastre de partículas hidrofílicas en una celda de flotación a escala laboratorio. Para estudiar este efecto se realizaron pruebas con espumantes de distinta estructura molecular (alcoholes y polietilenglicoles), primero en ausencia de partículas, para caracterizar el sistema, y posteriormente en presencia de partículas hidrofílicas de cuarzo. Los resultados muestran diferencias de comportamiento entre alcoholes y polietilenglicoles. Para la recuperación de agua, los polietilenglicoles estudiados (PEG400, PEG300 y PEG200) llevan más agua al concentrado que los alcoholes. En el caso de la recuperación por arrastre, son los alcoholes (octanol, heptanol, MIBC y hexanol) los que arrastran más partículas de sólido al concentrado. Los factores de arrastre (ENT) muestran menor valor para polietilenglicoles que para alcoholes, es decir, a igual recuperación de agua, estos últimos arrastran mayor cantidad de partículas, lo que se podría traducir en un efecto diferenciado sobre la selectividad del proceso de flotación. Esto puede deberse a que alcoholes y polietilenglicoles generan distintas estructuras de espuma, las que a su vez afectan tanto recuperación de agua como recuperación por arrastre. Se observa que tanto para alcoholes como para polietilenglicoles el factor ENT aumenta con el peso molecular de los espumantes. Para corroborar si existe un efecto sobre la selectividad del proceso de flotación, se realizaron pruebas de flotación con polietilenglicol (PEG300) y octanol con un mineral preparado de cuarzo más calcopirita, obteniéndose una mayor ley acumulada de cobre en el caso de PEG300, lo cual es consistente con la diferencia observada en factores de arrastre. Se observó también una gran diferencia en las constantes cinéticas de flotación (0,414 [min-1] para PEG300 y 0,184 [min-1] para octanol) que podría estar relacionada con un aumento en el espesor de película de líquido asociado a la superficie de burbuja.

Ingeniero Civil Químico
Ingeniero Civil en Biotecnología
El presente trabajo reporta el estudio realizado en un reactor a escala banco para la oxidación biológica de perlas de azufre elemental, en el cual se genera ácido sulfúrico que será utilizado más adelante en la producción sustentable de fosfatos desde una roca fosfórica. Para lo anterior, se utilizó como punto de partida el cultivo de la arquea Sulfolobus metallicus en matraces agitados a 67°C, crecidas sobre perlas de azufre elemental. A partir de esta manipulación, se implementaron fases de escalamiento que contemplaron un reactor agitado tipo batch y su símil en modo continuo, ambos con condiciones de operación derivadas directamente de los matraces. En modo batch se monitorearon periódicamente el pH, acidez del medio, concentración de sulfato en solución y conteo de células planctónicas. Los resultados obtenidos indicaron un buen escalamiento desde los matraces, con valores similares a trabajos previos que utilizaron aquel sistema de reacción. Además, a partir de lo registrado en el conteo celular, se obtuvo una tasa específica de crecimiento celular (µ) en batch igual a 0,056 [h-1], desde la cual se propusieron 4 flujos de operación para el modo continuo, los cuales fueron de 0,9 1,8 2,7 y 3,6 [mL/min]. Con ellos en operación, se registraron las mismas variables evaluadas en batch, además de determinar el tiempo requerido para estabilizar el pH, medida usada en la detección de cada estado estacionario. Los registros variaron al aumentar el flujo, observando que las cantidades de ácido, sulfato y células disminuyeron, aumentando el pH en el biorreactor. Por su parte, el tiempo transiente necesario para alcanzar cada estacionario se situó en un rango entre 24 y 40 [horas]. A partir de los resultados de producción de ácido sulfúrico y sulfato en solución, se generó un modelo similar a los utilizados en fermentadores continuos, asumiendo la existencia de dos tipos de células: las adheridas al azufre y las suspendidas en el medio de reacción (planctónicas). El modelo se trabajó ignorando el crecimiento de las arqueas en suspensión, y siguiendo dos casos de estudio: suponer una tasa µ constante para todos los flujos versus un caso de µ variable por flujo. El modelo entregó valores para la tasa específica de crecimiento (el mejor de 0,022 [h-1]), además del rendimiento de producción por arquea (alrededor de 10-10 [g producto/arquea]). Este último resultado fue similar al utilizar ácido sulfúrico o sulfato indistintamente como medidas de producto. Además, un estudio de la aireación reveló que el sistema poseía un nivel de oxígeno adecuado para la operación, estimando una producción máxima posible de 0,0014 [g/min] de ácido sulfúrico. En conclusión, el sistema implementado resultó ser un exitoso primer acercamiento a la tecnología de reactores utilizando Sulfolobus metallicus creciendo sobre azufre elemental a 67°C, y debe someterse a un estudio de ingeniería más acabado, tal que permita realizar una biooxidación de azufre compatible con la necesidad de una lixiviación sostenible de fosfatos.

IntroduÃÃo: Os estados reacionais da hansenÃase, classificados como tipo 1 (reaÃÃo reversa - RR) e tipo 2 (Eritema Nodoso HansÃnico â ENH) e neurite isolada, levam ao risco potencial de desenvolver incapacidades e deformidades antes, durante o tratamento e apÃs a alta. Necessitam diagnÃstico precoce e tratamento adequado. Este estudo justifica-se pela escassez de estudos sobre ocorrÃncia, seguimento e fatores associados aos episÃdios reacionais apÃs a alta do tratamento especÃfico, bem como o desconhecimento dos problemas enfrentados do diagnÃstico, ao manejo terapÃutico, sob a perspectiva das pessoas com reaÃÃes hansÃnicas. MÃtodos: estudo transversal, a partir da populaÃÃo alvo identificada, consistindo de avaliaÃÃo neurolÃgica simplificada, exame dermato-neurolÃgico e entrevista individual (Projeto MAPATOPI). Foram incluÃdos cinco municÃpios em Ãreas do cluster: AraguaÃna (TO), Floriano (PI), Bacabal e Caxias (MA) e Marabà (PA). A populaÃÃo alvo consistiu de todos os indivÃduos que apresentaram reaÃÃes hansÃnicas, em pÃs-alta do tratamento poliquimioterÃpico, residentes e acompanhados nos serviÃos de saÃde no perÃodo de 2007 a 2009, independente da data de inicio de tratamento. Utilizou-se a comparaÃÃo do escore OMP (olho-mÃo-pÃ) ou EHF (Eyes-Hand-Foot) do diagnÃstico com o atual. Outro desfecho binÃrio utilizado foi analisar a presenÃa de incapacidade 0-1 no escore OMP atual. Na anÃlise binÃria utilizou-se o teste chi quadrado de Pearson. Naquelas associaÃÃes onde o valor esperado era menor que cinco utilizou-se o teste exato de Fischer. Resultados: foram incluÃdos 280 pacientes. 190 (67,9%) eram do sexo masculino. A idade mÃnima de 8 a 85 anos, com media de 46,5 anos. Seis eram menores de 15 anos e cinco entre 15 e 17 anos. A renda mÃdia por mÃs foi de R$ 1077,00 com valores entre R$ 60,00 e R$ 6.000,00 reais. Mais de noventa por cento residia na zona urbana. Quanto à escolaridade 53 (18,9%) eram analfabetos e 53,6% tinham o primeiro grau incompleto. No total 45 (16,1%) foram classificados como PB e 232 (83,7%) foram classificados como MB. A forma clÃnica predominante foi a dimorfa com 115(41,1%), seguida da virchowiana 82 (29,6%). A reaÃÃo tipo 1 estava presente em 104 (37,1%), tipo 2 (18,6%), a neurite isolada (13,9%). A neurite associada foi encontrada em 51,9% dos pacientes com tipo 2. A quantidade de episÃdios reacionais variou de um atà seis episÃdios. Um episÃdio foi desenvolvido por 215 (77,3%). O primeiro episÃdio ocorreu durante o tratamento para 121 (43,2%), seguido, em frequÃncia de ocorrÃncia, em pacientes pÃs-alta. O escore OMP (EHF) no diagnÃstico variou de 0 a 11 e na avaliaÃÃo atual, de 0 a 10, com maior distribuiÃÃo no intervalo entre 1 a 4. Quanto à piora do escore OMP 88/198 (44,4%) pioraram. Entre as variÃveis sÃcio-demogrÃficas, o risco de piora foi associado a: ser analfabeto (RP= 1, 64; IC de 95% 1,21 â 2,21; p=0,003), viÃvo (RP= 1,98; IC de 95% 1,20 â 3,96, p=0,013). E como fator de proteÃÃo ter segundo grau de escolaridade (RP= 0,4; IC de 95% 0,23 â 0,71 p=0,000). Quanto à piora do OMP associada a variÃveis clÃnicas, a forma clÃnica dimorfa (RP= 3,71; IC de 95% 1,00 â 13,70; p=0,009), ter reaÃÃo durante a PQT (RP= 1, 70; IC de 95% 1,13 â 2,54 P=0,004), ter algum nervo espessado ((RP= 1, 78; IC de 95% 1,30 â 3,08; p=0,024). Quanto ao percurso atà o diagnÃstico, a autopercepÃÃo foi encontrada em 240 (85,8%), entre os sinais e sintomas 176 (62,9%) buscaram os serviÃos por dermatoses em geral. Na busca do diagnÃstico, a atenÃÃo primÃria foi a primeira entrada para 95 (34%) na rede de assistÃncia. As principais manifestaÃÃes de reaÃÃes citadas foram sinais dermatolÃgicos 115 (42%) e neurolÃgicos 97 (35,4%). No total, 206/280 (73,5%) responderam que a hanseniase trouxe mudanÃas, problemas e transtornos para a sua vida. Dentre as mudanÃas intrapessoais, as alteraÃÃes fÃsicas tiveram papel importante para 129 (62,6%) participantes. Essas alteraÃÃes levaram a limitaÃÃes do seu desempenho no trabalho e renda, seguindo do comprometimento das atividades de vida diÃria. ConclusÃes: EpisÃdios reacionais agravam o comprometimento fÃsico, psico-social de participaÃÃo social e comprometem o trabalho e a realizaÃÃo das atividades de vida diÃria. à necessÃrio foco na qualidade de vida dos indivÃduos no pÃs-alta, principalmente entre aqueles com incapacidades fÃsicas instaladas. O escore OMP à um importante instrumento para detectar a progressÃo das incapacidades fÃsicas e deve ser utilizado no diagnÃstico, alta e durante os episÃdios reacionais em todos os pacientes. Os serviÃos de atenÃÃo primÃria e secundÃria dos municÃpios envolvidos necessitam melhorar o acompanhamento aos indivÃduos no perÃodo pÃs-alta, nÃo apenas para aqueles indivÃduos com incapacidades jà instaladas (grau um e dois), mas tambÃm naqueles que nÃo apresentaram incapacidades no momento da alta. EvidÃncias apontaram a necessidade do empoderamento das pessoas afetadas pela hansenÃase em lidar eficazmente com os sinais e sintomas de reaÃÃes apÃs a PQT. Sugere-se instituir um sistema de monitoramento e vigilÃncia dos estados reacionais por um perÃodo mÃnimo de seis meses atà cinco anos apÃs a alta, considerando a existÃncia de grupos de pacientes onde o comprometimento neurolÃgico ocorre lenta e silenciosamente, com possibilidade de danos nÃo sà fÃsicos, mas psicossociais.
Introduction: Leprosy reactions are classified as type 1 (reversal reaction - RR), type 2 (Erythema Nodosum Leprosum - ENL) and pure neuritis. These lead to a potential risk of developing disabilities and deformities before and during anti-leprosy treatment as well as after release from treatment (RFT). Reactions must be diagnosed early and treated effectively. This research is justified by the scarcity of studies on the occurrence of reactions, monitoring practices of patients and factors associated with reaction episodes after RFT. We know little about existing diagnostic problems, about case management from the perspective of the affected persons with reactions.Methods: Transversal study design, consisting of a simplified neurological examination, a dermato-neurological examination and interviews of the defined target group. Five municipalities were included in the cluster areas: Araguaina (Tocantins), Floriano (PiauÃ), Bacabal and Caxias (MaranhÃo) and Marabà (ParÃ). The target population consisted of all resident individuals with leprosy reactions after being released from multidrug therapy, who presented themselves to the health services in the period 2007 to 2009, regardless of the date of start of treatment. We compared the EHF (eye-hand-foot) scores at diagnosis and during the respondentsâ examinations. In another analysis we compared the presence of disability scores (0-1) to the current EHF scores. In the analysis we used the Chi square test and for those associations where the expected value was less than 5 we used Fischerâs exact test. Results: A total of 280 patients were included in the study. Of those, 190 (67.9%) were male. The ages ranged from 8 to 85 years, with a mean of 46.5 years. Six patients were under 15 years and five aged between 15 and 17 years. The average monthly income of the respondents was R$ 1,077.00 (around â400) with values between R$ 60 (â22) and R$ 6,000 (â2200). More than ninety per cent lived in urban areas. As for education, 53 persons (18.9%) were illiterate and 53.6% had an incomplete primary education. In total 45 patients (16.1%) were classified as PB and 232 (83.7%) were classified as MB. The predominant clinical form (Madrid classification) was dimorphous in 115 (41.1%) cases, followed by 82 lepromatous forms (29.6%). Type 1 reaction was present in 104 patients (37.1%), type 2 reactions in 18.6% of cases and pure neuritis in 13.9%. An associated neuritis was found in 51.9% of patients with type 2 reactions. The frequency of reaction episodes ranged from one to six. One episode only was developed by 215 patients (77.3%). The first episode occurred during anti-leprosy treatment for 121 patients (43.2%), followed in frequency of occurrence by patients after RFT. The EHF score at the time of diagnosis ranged from 0 to 11. At the time of the examination the EHF score range was 0-10, with a predominance of scores between 1 and 4. In 88 out of 198 patients (44.4%) their scores worsened. The risk of worsening was associated with the following socio-demographic variables: being illiterate (PR = 1.64, 95% CI: 1.21 - 2.21, p = 0.003), being widower (PR = 1.98, 95% CI: 1.20 - 3.96, p = 0.013). A protective factor was found: having completed secondary school education (PR = 0.4, 95% CI: 0.23 - 0.71 p = 0.000). Worsening of the EHF scores was associated with borderline leprosy (PR = 3.71, 95% CI: 1.00 - 13.70, p = 0.009), having had a reaction during MDT (PR = 1, 70; 95% CI 1.13 to 2.54 P = 0.004), and the presence of a thickened nerve (PR = 1, 78, 95% CI: 1.30 - 3.08 p = 0.024). In the patientsâ health seeking behaviour towards diagnosis, self-perception of symptoms was reported by 240 respondents (85.8%). Dermatological symptoms were the main complaint, in 176 (62.9%) cases. Primary health care services were the first point of entry for 95 patients (34%). The main reaction symptoms mentioned were of dermatological nature, in 115 (42%) cases Neurological complaints were mentioned by 97 (35.4%) respondents. In total, 206 out of the 280 patients (73, 5%) responded that leprosy brought about changes, problems and troubles in their lives. Among the intrapersonal changes, physical changes played an important role for 129 (62.6%) participants. These changes led to limitations in work performance and income, as well as causing restrictions in activities of daily living. Conclusions: Episodes of reactions worsen physical and psycho-social impairments, reduce social participation, cause problems at work and hamper activities of daily living. It is necessary to focus on the quality of life of individuals after RFT, especially among those with already established physical disabilities. The EHF score is an important tool to detect the progression of physical disability. The tool should be used in the diagnostic procedure, at the time of RFT and during reactions for all patients. Primary health care services and reference centres in the municipalities involved need to improve monitoring persons after RFT. Improved monitoring is needed not just in those patients with existing disabilities (DG1 and DG2), but also for those without disability present at discharge. Evidence indicates the need for empowerment of people affected by leprosy to deal effectively with the signs and symptoms of reaction after MDT. It is suggested to establish a system for monitoring and surveillance of reactions for a period of minimally six months up to five years after RFT. This surveillance is especially important considering that patients may develop neurological impairment gradually and without presenting symptoms, with the subsequent possibility of physical and psycho-social harm.

O diagnóstico da malária tem como teste de referência a gota espessa, porém é consenso que é preciso adotar alternativas em situações específicas, com técnicas mais sensíveis e que possam ser aplicadas no processamento de grande número de amostras, como estudos clínicos, epidemiológicos ou triagem de doadores em bancos de sangue. Com a finalidade de formar uma plataforma de diagnóstico para malária em amostras agrupadas em pools, foi realizada análise comparativa da PCR em tempo real, a nested PCR e um teste rápido específico para detecção de anticorpos contra P.falciparum e P. vivax, com intuito de reduzir o número de ensaios, com custo relativamente baixo. Foram utilizadas 50 amostras de sangue positivas para Plasmodium, de acordo com a prevalência das espécies no Brasil (P. vivax 75%, P. falciparum 22% e P. malariae 3%), com diagnóstico realizado pelo método padrão ouro. Adicionalmente, 48 amostras de sangue negativas para Plasmodium foram selecionadas para controle negativo e confecção de 15 pools, contendo amostras positivas e negativas. Quatro das amostras negativas para malária eram positivas para outras doenças. Tanto as amostras positivas como as negativas foram submetidas individualmente aos ensaios de PCR em tempo real, nested PCR e teste imunocromatográfico SD Bioline Pf/Pv para detecção de malária. Um teste de PCR convencional foi incluído a fim de testar a qualidade do DNA, mediante amplificação de uma sequência do gene humano da -globina como controle interno. Posteriormente as amostras foram analisadas em pools pelos ensaios moleculares e sorológicos. Nos testes individuais, 45/49 amostras foram positivas para Plasmodium pela PCR em tempo real, com Sensibilidade de 91,84%, e Especificidade (48/48) de 100,00%; 46/49 amostras detectaram Plasmodium pela nested PCR, com Sensibilidade de 93,88%, e Especificidade (12/12) de 100,00%; 32/46 amostras foram reagentes no teste sorológico SD Bioline Pf/Pv, com Sensibilidade de 69,56%, e Especificidade (10/10) de 100,00%. Nos ensaios com amostras agrupadas, 13 pools (86,66%) foram positivos pela PCR em tempo real; a nested PCR também obteve positividade nos mesmos 13 pools (86,66%). O teste imunocromatográfico SD Bioline apresentou Sensibilidade de 73,33% considerando o diagnóstico pela gota espessa. Tanto a PCR em tempo real como a nested PCR apresentaram boa sensibilidade e especificidade, seja nas amostras clínicas analisadas individualmente ou em pools, diferentemente do teste sorológico SD Bioline. Ambas as metodologias moleculares apresentaram desempenho semelhante, com bons resultados de acurácia e indicadores de validade, como Sensibilidade, Especificidade, Valor Preditivo Positivo e Negativo. Considerando-se as vantagens inerentes à PCR em tempo real, como rapidez, processamento em sistemas fechados e dispensa de eletroforese após amplificação, este método deve ser indicado como primeira escolha para diagnóstico de malária em grande número de amostras, seguido da nested PCR para diferenciação de espécies de Plasmodium. O teste sorológico, que é específico para detecção de anticorpos contra P. vivax e P. falciparum, pode ser indicado apenas como método complementar no diagnóstico de malária
The diagnosis of malaria is based on the thick blood film as reference test, but the consensus is that it is necessary to adopt alternatives in specific situations, with more sensitive techniques that could be applied in the processing of large numbers of samples in clinical and epidemiological studies or in the screening of donors at blood banks. The purpose of this study was to analyze and compare the real-time PCR, the nested PCR and a rapid test for detection of specific antibodies against Plasmodium falciparum and P. vivax, to build a platform for malaria diagnosis in pooled samples, reducing the number of tests and providing relatively low cost. For the tests analysis, we used 50 blood samples positive for Plasmodium, according to the prevalence of the species in Brazil (75% P. vivax, 22% P. falciparum and 3% P. malariae), with diagnosis performed by the gold standard method. In addition, 48 blood samples negative for Plasmodium were selected for negative control and production of 15 pools containing positive and negative samples. Four of the malaria negative samples were positive for other diseases. Both the positive and negative samples were submitted to individual testing of real-time PCR, nested PCR and immunochromatographic test SD Bioline Pf/Pv for the detection of malaria. To check the quality of DNA, a conventional PCR was included, with amplification of a sequence of the -globin human gene as internal control. Subsequently the samples were analyzed in pools by molecular and serological tests. In individual tests, 45/49 samples were positive for Plasmodium by real time PCR, with sensitivity of 91.84% and (48/48) 100.00% specificity, 46/49 samples detected Plasmodium by nested PCR, with sensitivity of 93.88% and (12/12) specificity 100.00%; 32/46 samples were positive on serological test SD Bioline, with sensitivity of 69.56% and (10/10) 100.00% specificity. In tests with pooled samples, 13 pools (86.66%) were positive by real time PCR; the nested PCR also had positive results in the same 13 pools (86.66%). Immunochromatographic test SD Bioline Pf/Pv showed sensitivity of 73.33% compared with blood smear. Both real-time PCR and the nested PCR showed good sensitivity and specificity in samples analyzed individually and in pools, unlike the SD Bioline test. Both molecular methods showed similar performance, with good results in accuracy and validity indicators, such as sensitivity, specificity, positive and negative predictive values. Considering the advantages inherent in real-time PCR, a fast test that is processed in closed systems without post-amplification handling, this method should be indicated as first choice for diagnosis of malaria in large numbers of samples, followed by nested PCR for species determination. Serological test, that is specific for antibodies against P. vivax and P. falciparum, could be used as a supplementary method for diagnosis of malaria

Der Cr2O3 ist einer der wichtigsten Katalysatoren im Chlor/Fluor (Cl/F) Austauschreaktionen für die Produktion von chlorofluorocarbon (CFC) Alternativen. Es wird als ein ausgezeichneter heterogener Katalysator für Fluorierung Reaktionen gegründet. Die Dismutierung von CCl2F2 wurde verwendet, um die Wirkung von Halogenierung von Chrom(III) Oxyd auf Cl/F-Austauschreaktionen zu untersuchen und um den Unterschied zwischen den inaktiven und aktiven Katalysatoren herauszufinden. Die heterogenen Reaktionen wurden in einem tubular-flow Ni Reaktor und auch unter simulierten Reaktionsbedingungen in einem Reaktor durchgeführt, wo nach der Reaktion die Photoelektronspektroskopie (XPS) und die Auger-Elektronspektroskopie (XAES) Analysen konnte direkt ohne Luftkontakt, unter so genannt "in - situ" Bedingungen gefolgt werden. Es wurde gezeigt, dass die Probleme der Behandlung von Cr (III) 2p Photoelektronenspektren so gelöst werden können, dass ihnen relevante Daten für die chemische Charakterisierung von Oberflächen entnommen werden können. Hochaufgelöste Photoelektronspektroskopie von Cr2O3 Pulverproben zeigte deutlich die Existenz von spektralen Strukturen, die mit Multiplet-Aufspaltungen im jeweiligen Cr 2p Spektrum verbunden sind. Das Spektrum kann durch eine Peakfit-Analyse vertieft interpretiert werden in dem die Anfangswerte für die Peakparameter der Multiplet-Strukturen den jeweiligen Cr L2,3 XANES Spektren entnommen werden. Vom theoretischen Gesichtspunkt sollte dasselbe Verfahren auch eine Analyse der Cr 2p Photoelektronenspektren von alpha-CrF3, CrCl3 und anderen Chrom (III) Verbindungen ermöglichen. Die Unterschiede, die im Experiment für die Cr2O3, alpha-CrF3 und CrCl Photoelektronenspektren beobachtet werden, deuten auf die Tatsache, dass, obwohl in all diesen Fällen dieselben Multiplet-Aufspaltungen für Cr3+ erwartet werden, individuelle Einflüsse der Symmetrie und Ligandenfelder die Endgestalt des jeweiligen Cr 2p Photoelektronenspektrums definieren. Eine Analyse von Cr 3s Spektren kann zusätzlich wertvolle Finger-print Informationen zu chemischen Zuständen von Chrom in Cr (III) Verbindungen erbringen. Sowohl ex-situ als auch ´´in-situ´´ ESCA zeigen, dass sobald CCl2F2 zu Cr2O3 an 390 °C geführt wird, Fluorierung sowie Chlorierung an der Katalysator-Oberfläche findet statt. Wenn die XPS Oberflächenzusammensetzung etwa 4 Atom - % Fluorierung und 6 Atom - %-Chlorierung erreicht, wird die maximale katalytische Aktivität erhalten. Die längeren Reaktionszeiten ändern bedeutsam die erhaltene Oberflächenzusammensetzung von aktiviertem Chrom(III) Oxyd nicht. Der Fluorierung und Chlorierung von Chrom(III) Oxyd wurden weiter durch verschiedenen HF und HCl Behandlungen ebenso untersucht. Die aktivierten Chrom(III) Oxyd Proben und Referenzproben mit der weithin bekannten chemischen Struktur wurden auch durch Kantennahe Röntegenabsorptionsuntersuchungen (XANES), Flugzeit-statischesekundärionenmassenspektroskopie (TOF-SSIMS), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Fluor-Festkörper-NMR, Pyridin-FTIR, Nasschemie (F und Cl) Analyse, Pulver Röntgensbeugung (XRD) und Oberflächen (BET) Analyse untersucht. Die Ergebnisse der Referenzproben Cr2O3, Cr (OH) 3, CrF2 (OH), CrF3.3H2O, Alpha-CrF3, Beta-CrF3 und CrCl3 und aktivierte Cr2O3 Proben wurden verglichen. Die angewandten Charakterisierungsmethoden schlagen vor, dass die Bildung der Chrom-Oxydchlorid-Fluorid-Arten, bzw. Chrom-Oxyd Halogenide, an der Oberfläche ist genügend die katalytische Aktivität zu versorgen. Die Anwesenheit jedes CrF3 und/oder CrCl3 Phasen auf den aktivierten Chrom(III) Oxyd Proben wurde nicht entdeckt.
The Cr2O3 is one of the most important catalysts in the chlorine/fluorine (Cl/F) exchange reactions for the production of chlorofluorocarbon (CFC) alternatives. It is established as an excellent heterogeneous catalyst for fluorination reactions. The dismutation of CCl2F2 was used to probe the effect of halogenation of chromia on Cl/F exchange reactions in order to find out the difference between the inactive and active catalysts. The heterogeneous reactions were performed in a continuous flow Ni reactor and also under simulated reaction conditions in a reactor where after the reaction the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the X-ray excited Auger electron spectroscopy (XAES) analyses could be followed directly without air contact, under so called ´´in-situ´´ conditions. In order to be able to apply the Cr(III) 2p XPS analysis in the proper manner the spectroscopic features of the chromium(III) compounds of O, F and Cl were re-investigated. Latest generation of XPS spectrometers, which are able to analyze non-conductive powders with ultimate energy resolution, were used to reveal multiplet splitting features and satellite emission in the Cr 2p spectra. The energy positions of the multiplets were determined by total electron yield (TEY)- X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy. Using both high resolution XPS and XANES spectra a peak-fit analysis, which is also applicable for normally resolved Cr 2p XPS spectrum, was proposed. In order to overcome the known background problem by drawing the background in the broad Cr 2p window including the high binding energy satellite, a modified Shirley background, which is a combination of a linear and Shirley function, was used. Moreover, the spectroscopic features of the Cr(III) 3s XPS spectrum, which is relatively simpler than the Cr 2p one, were also surveyed. An alternative chemical analysis was proposed by using chemical state plots for Cr 3s. Both ex- and in-situ ESCA show that as soon as Cr2O3 is conducted to CCl2F2 at 390 °C fluorination as well as chlorination takes place at the catalyst surface. When the XPS surface composition reaches approximately 4 atom-% fluorination and 6 atom-% chlorination, maximum catalytic activity is obtained. Applying longer reaction times do not change significantly the obtained surface composition of the activated chromia. The fluorination and chlorination of chromia was further investigated by various HF and HCl treatments as well. The activated chromia samples and reference samples with well known chemical structure were also characterized by XANES, time of flight - static secondary ion mass spectroscopy (TOF-SSIMS), scanning electron microscopy (SEM), fluorine solid state NMR, pyridine-FTIR, wet chemical (F and Cl) analysis, X-ray powder diffraction (XRD) and surface area (BET) analysis. The results for the references Cr2O3, Cr(OH)3, CrF2(OH), CrF3.3H2O, alpha-CrF3, beta-CrF3 and CrCl3 and activated Cr2O3 samples were compared. The applied characterization methods suggest that the formation of chromium oxide chloride fluoride species, e.g. chromium oxide halides, at the surface is sufficient to provide catalytic activity. The presence of any CrF3 and/or CrCl3 phases on the activated chromia samples was not detected.

O presente trabalho teve como principal objetivo avaliar o desempenho de um reator anaeróbio híbrido (RAnH) em escala piloto no tratamento da fração líquida de estrume bovino, visando à remoção de matéria orgânica e à produção de biogás. O RAnH estudado apresentava volume total 6,2 m3 e foi composto por manta de lodo, na qual a biomassa encontrava-se suspensa, e leito fixo, no qual utilizou-se Biobob® como material suporte para imobilização da biomassa. Para dar suporte a partida do RAnH, a água residuária em estudo foi submetida a teste de biodegradabilidade visando avaliar a influencia da inoculação do reator no potencial de biodegradabilidade e de produção de metano. No teste, a inoculação mostrou-se adequada, apresentando biodegradabilidade de 57 ± 4% e produção de metano de 344 ± 26 mL CH4. g SV-1. A operação do RAnH foi realizada por 260 dias e foi dividida em duas etapas: etapa inicial, na qual se procedeu a adequação da operação do reator, e etapa experimental, na qual se avaliou o desempenho do reator perante o aumento progressivo da carga orgânica aplicada. Durante a operação do reator foi alcançada a aplicação de COV bruta total de 25,50 ± 2,53 kg DQO.m-3.d-1 e a COV solúvel total de 7,69 ± 0,02 kg DQO.m-3.d-1, sendo atingido o TDH de 1,27 ± 0,004 d. O RAnH apresentou eficiência de remoção média de 65 ± 4 % durante a etapa experimental. A produção média de metano foi de 0,310 ± 0,095 m3 CH4. m-3.d-1 e 0,098 ± 0,018 m3 CH4. kg SVad, com 89 ± 3% de metano na composição do biogás. O potencial de produção de energia elétrica estimada com base no reaproveitamento metano produzido no RAnH foi de 0,89 kWh.m-3. O aproveitamento desta energia em sistema com vazão de 3.500 m3.d-1 geraria energia suficiente para abastecer 615 residências e uma economia mensal de R$ 11.835,09.
The main objective of this work was to evaluate the performance of a pilot-scale anaerobic hybrid reactor (RAnH) in the treatment of the liquid fraction of dairy manure, in order to remove organic matter and produce biogas. The applied RAnH had a total volume of 6.2 m3 and was composed of sludge blanket, in which the biomass was suspended, and fixed bed, in which Biobob® was applied as a support material for biomass immobilization. In order to support RAnH startup, the wastewater under study was submitted to a biodegradability test to evaluate the influence of reactor inoculation on the biodegradability potential and methane production potential. In the test the inoculated condition presented appropriate biodegradability (57 ± 4%) and higher methane production potential (344 ± 26 mL CH4.gVS-1). The RAnH operation was performed for 260 days and was divided into two stages: initial stage, in which the reactor operation was adjusted, and the experimental stage, in which the reactor performance was evaluated with the progressive increase of the applied organic load. During the reactor operation was reachead total raw VOC application of 25.50 ± 2.53 kg COD m-3.d-1 and total soluble VOC of 7.69 ± 0.02 kg COD m-3.d-1, with the HRT of 1.27 ± 0.004 d. The RAnH presented average removal efficiency of 65 ± 4% during the experimental stage. The average methane production was 0.310 ± 0.095 m3 CH4.m-3.d-1 and 0.098 ± 0.018 m3 CH4. kg VSad, with 89 ± 3% of methane in the biogas composition. The potential of electric energy production estimated based on the reuse of the methane produced in the RAnH was 0,89 kWh.m-3. The use of this energy in a system with a flow of 3,500 m3.d-1 would generate sufficient energy to supply 615 homes and a monthly saving of R$ 11,835.09.

A presente pesquisa propôs avaliar a remoção biológica do nitrogênio pela via simplificada (nitritação) utilizando fenol como fonte de carbono na etapa anóxica (desnitritação) em um sistema de lodos ativados com biomassa em suspensão. Para tanto operou-se um reator piloto (volume útil de 20 litros) em bateladas seqüenciais alimentado com 5 (cinco) litros de água residuária sintética. A investigação foi caracterizada pela utilização do fenol (1.000 mg C6H5OH/L) e pelo aumento gradual da concentração de nitrogênio amoniacal no despejo líquido sintético (200; 300 e 500 mg N/L) buscando as condições que permitissem a predominância do N-NO2 - ao final da fase aeróbia dos ciclos de tratamento e utilização do fenol pelos microrganismos heterotróficos para redução do nitrogênio oxidado durante a fase anóxica. Para a presente pesquisa as condições para predominância do N-NO2 - na massa líquida do reator ao final da etapa aeróbia foram: pH @ 8,3 associado à extensão do período aeróbio do ciclo de tratamento que garantisse uma concentração mínima de amônia livre (> 0,3 mg NH3/L) no conteúdo do reator piloto. Com estas condições, a relação N NO2 - / (N-NO2 - + N-NO3 -) variou entre 89 e 99%. Mantendo uma concentração de 1,0 mg O2/L no conteúdo do reator durante afase aeróbia e tempo de residência hidráulico de três dias, as eficiências de remoção de N-NH3 variaram entre: 89 e 98% com concentrações no afluente próximas a 200 mg N/L (nove ciclos de tratamento); 95 e 98% para concentrações no afluente da ordem de 300 mg N/L (cinco ciclos de remoção) e 95 e 97% com concentrações no afluente próximas a 500 mg N/L (três ciclos de tratamento). Para temperaturas entre 23,5 e 33°C e concentrações de sólidos em suspensão voláteis entre 3.420 e 2.175 mg SSV/L no conteúdo do reator, a taxa de nitrificação específica variou entre 0,01 e 0,05 kg N-NH3/ kg SSV. dia. Concentrações máximas de amônia livre da ordem de 16 mg NH3/L e de ácido nitroso livre entre 0,001 e 0,009 mg HNO2/L no conteúdo do reator piloto não inibiram a oxidação biológica do nitrogênio. Fenol, em concentrações no afluente próximas a 1.000 mg C6H5OH/L, mostrou-se adequado como única fonte de carbono para remoção de nitrogênio, via nitrito, para concentrações afluentes da ordem de 200 e 300 mg N/L. As eficiências de remoção do nitrogênio oxidado variaram entre 97 e 100%, utilizando taxas de aplicação volumétricas próximas a 0,03 kg fenol /m3.hora.. As taxas de "desnitritação" específicas variaram entre 0,01 e 0,05 kg N-NO2 - / kg SSV .dia; a relação alimento/microrganismo (A/M) esteve compreendida entre 0,06 e 0,13 kg fenol / kg SSV. dia; a relação fenol removido/N-NOx removido variou entre 2,1 e 3,2 g fenol removido / g NNOx removido e as eficiências de remoção do fenol, durante a etapa anóxica estiveram compreendidas entre 37 e 67%. Taxas de aplicação volumétricas da ordem de 0,07 kg fenol /m3.hora inibiram a "desnitritação" biológica. Os três ciclos de tratamento da etapa conduzida com concentração de 500 mg N/L no afluente, foram marcados pela inibição da "desnitritação" e acúmulo de fenol, causados pelas elevadas concentrações de N-NO2 - (@80 a 98 mg N-NO2 -/L) na massa líquida do reator. Ainda durante essa etapa, a coleta de amostra na fase anóxica dos ciclos de remoção para realização de ensaios exploratórios, associando cromatografia gasosa e espectrometria de massa, detectaram a formação de 2 e 4 - nitrofenol no conteúdo do reator piloto.
This research proposes to evaluate an activated sludge system with suspended biomass in a pilot scale aiming to remove nitrogen by a simplified way (nitritation) using phenol as the carbon source of the anoxic phase (denitritation). A pilot reactor of 20-liters volume was operated in sequence batch stages fed with 5-liters of a synthetic wastewater. The investigation was characterized by the use of phenol (1,000 mg C6H5OH/L) and the gradual increase of ammonium nitrogen concentration in the synthetic wastewater (200, 300 and 500 mg N/L) searching the conditions that allowed the prevalence of N-NO2 - in the end of the aerobic phase of the treatment cycles and the use of phenol for the heterotrophic microorganisms to reduce the oxidized nitrogen during the anoxic phase. To the present research, the conditions to N-NO2 - prevalence in the reactor liquid mass in the end of the aerobic phase were: pH @ 8.3 associated to the extension of the aerobic period of the treatment cycle which guarantees a minimum concentration of free ammonia (> 0.3 mg NH3/L) in the pilot reactor content. Considering these conditions, the relation N-NO2 - / (N-NO2 - + NNO3 -) varied between 91 and 99%. Maintaining a concentration of 1.0 mgO2/L in the reactor content and hydraulic residence time of three days, the removal efficiencies of N-NH3 vary between: 89 and 98% to influent concentrations near 200 mg N/L (nine treatment cycles); 95 and 98% to influent concentrations of the order of 300 mg N/L (five removal cycles) and 95 and 97% to influent concentrations near 500 mg N/L (three treatment cycles). To temperature between 23,5 and 33°C and volatile suspended solid concentrations between 3,420 and 2,175 mg SSV/L in the reactor, the specific nitrification rate varied between 0.01 and 0.05 kg N-NH3/ kg SSV.d-1. Maximum concentrations of free ammonia in the pilot reactor of the order of 16 mg NH3/L and nitrous acid between 0.001 and 0.009 mg HNO2/L didn?t inhibit the nitrogen biological oxidation. Influent phenol concentrations near 1,000 mg C6H5OH/L showed to be adequate as single carbonsource to nitrogen removal as nitrite to influent concentrations of the order of 200 and 300 mg N/L. The oxidized nitrogen removal efficiencies vary between 97 and 100%, using volumetric loading rates near 0.03 kg phenol/m3.hour. The specific denitritation rates vary between 0.01 and 0.05 kg N-NO2 - / kg SSV.d-1; the food / microorganism ratio (F/M) was between 0.06 and 0.13 kg phenol / kgSSV.d-1; phenolremoved/N-NOxremoved ratio varied between 2.1 and 3.2 g phenolremoved/ g N-NOxremoved and phenol removal efficiencies during the anoxic phase were between 37 and 67%. Volumetric loading rates of the order of 0.06 kg phenol / m3.hour inhibited the biological denitritation. The three treatment cycles of the phase conducted with influent concentration of 500 mg N/L showed denitritation inhibition and phenol accumulation caused by high concentrations of N-NO2 - (@80 to 98 mg N-NO2 -/L) in the reactor liquid mass. During this phase, the sampling of the anoxic phase of the removal cycles to the initial tests associating gas chromatography and mass spectrophotometer detected the formation of 2 and 4-nitrophenol in the pilot reactor content.

Este trabalho apresenta as avaliações de desempenho, das demandas operacionais e dos fatores intervenientes no aumento da escala da unidade piloto do Reator anaeróbio Horizontal de Leito Fixo (RAHLF) no tratamento de esgoto sanitário após passagem por peneira com malha de 1 mm, durante dois anos de operação. O reator dispunha de volume total de 237,5 1, construídos com tubos comerciais de PVC de 14,5 cm de diâmetro (D), dispostos em cinco módulos horizontais em série de 2,88 m, perfazendo um comprimento total de (L) de 14,4 m e relação de total de L/D de 100. O suporte de imobilização de biomassa, espuma de poliuretano em matrizes cúbicas de 1 cm de aresta, mostrou-se adequado ao desenvolvimento do biofilme. Em partida, sem inoculação prévia, ocorreu a sua consolidação a partir de 70 dias, com predominância de morfologia semelhante a Methanosaeta sp. em relação a da Methanosarcina. Em torno de 90 dias com afluente de 350 mg/l de DQO, observe-se a melhor qualidade do efluente, com valor de 100 mg/l de DQO. Em longa operação ocorreu queda de rendimento e menor reprodutibilidade das previsões do projeto, atribuída aos constantes entupimentos e ineficácia das operações de limpeza, com o comprometimento de volume reacional verificados por estudos de hidrodinâmica. Da investigação das origens dos equipamentos observou-se tratar mais de um efeito local e qualitativamente relacionado à biomassa retida que propriamente quantitativo e extensivo ao longo de todo reator, com produção continuada de polímeros extracelulares, promovendo um efeito sinérgico com os predominantes organismos filamentosos e com os sólidos particulados retidos no leito. Diante das potencialidades desta configuração de reator apontam-se alternativas de mitigação dos entupimentos e o direcionamento dos estudos necessários para novo aumento de escala para o tratamento de esgoto sanitário.
This work evaluated the performance, the operational demands and the intervenient factors in the scale-up of the horizontal flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor pilot unit, treating domestic sewage previously screened. The operation was monitored for two years. The five- module (2.88 m length each) reactor volume was 237.5 liters and it was built with commercial PVC pipes of 14.5 cm of diameter (D), resulting in a total length (L) of 14.4 m and in a total ratio L/D of approximately 100. The immobilization support, cubic matrices of polyurethane foam (1 cm edge), showed to be suitable for the anaerobic biofilm development. During the start-up, without previous inoculation, the biofilm seemed to be consolidated after 70 days, and Methanosaeta sp. morphology predominated, in detriment of Methanosarcina. With an affluent of 350 mg COD/L, the best reactor performance was observed in about 90 days of operation (100 mg COD/L in the effluent). However, with the continuous operation, its performance decreased and the project predictions did not seem to fit anymore. These facts were probably due to the frequent cloggings ant the inefficiency of the backwashing procedures, leading to a decreasing of the operational volume. The origin of the clogging seemed to be related to the extracellular polymer production, linked to a synergic effect with the filamentous organisms and the particulate solids in the bed. Despite these operational problems, there were found alternatives to mitigate the clogging, and studies about a new scale-up methodology, in order to treat domestic sewage, were strongly recommended.

O trabalho visa o desenvolvimento do sistema para medidas de distribuição de corrente e ampliação de escala (50 cm²) buscando aperfeiçoar as condições de preparação do conjunto eletrodo membrana (MEA) quanto às condições de operação da célula e avaliar a melhor geometria. Foram realizados estudos de síntese de catalisadores de Pt-M e avaliação do desempenho desses materias e das rotas de síntese utilizadas com objetivo de aplicar estes materias em sistemas de maior escala. A insuficiência do desempenho e estabilidade dos catalisadores são fatores que ainda inviabilizam o uso em larga escala das células a combustível de eletrólito polimérico sólido, destacando-se as perdas associadas ao desempenho do cátodo. Os catalisadores preparados foram nanopartículas bimetálicas PtM/C (M = Fe, Co e Ni) suportadas em carbono de elevada área superficial, por duas rotas sintéticas. Foram utilizadas as rotas: ácido fórmico e etilenoglicol modificado (EG). Em ambas as rotas se buscou catalisadores com alto grau de incorporação do segundo metal, tamanho de partícula pequeno e bom desempenho catalítico do cátodo. Observou-se que pela rota do ácido fórmico com modificações no processo de síntese é possível obter a incorporação nominal do segundo metal no catalisador, porém há desvantagem de o tamanho de partícula ser elevado. Pela rota do EG obteve-se catalisadores com pequeno tamanho de partícula, porém a incorporação do segundo metal mostrou-se ineficiente. Os estudos de ampliação de escala foram realizados em células de 50 cm2 variando-se as condições de operação; i) diferentes placas de distribuição de gás, e ii) diferentes valores de fluxo dos gases reagentes. Foi observado que a baixos fluxos de gases a quantidade de reagente é insuficiente para ser difundida por todo eletrodo, o que ocasiona reação apenas na região de entrada de gases no sistema, ocasionando uma rápida limitação em obter-se densidades de corrente alta. Pode-se observar que a diferença de desempenho entre as placas é pequena, porém a placa serpentina 6 apresentou melhor desempenho. O desempenho dos cátodos preparados com catalisadores comerciais e os sintetizados no laboratório nas células de 50 cm² mostrou sofrer bastante influência das condições de operação comparada com as células de 4,6 cm².
The work aims at the development of the system for current distribution measurements and scale (50 cm²) seeking to improve the conditions of preparation of the membrane electrode assembly (MEA) as the cell operating conditions and evaluate the best geometry. We were performed catalyst synthesis studies of Pt-M and performance evaluation of these materials and the synthetic routes used in order to apply these materials in larger-scale systems. The failure of the performance and stability of the catalysts are factors that make yet infeasible the scale up use for solid polymer electrolyte fuel cells, highlighting the losses associated with the performance of the cathode. The nanoparticles of bimetallic catalysts Pt-M/C (M = Fe, Co and Ni) supported on high surface area carbon were prepared by two different synthetic routes. The synthesis route utilized were formic acid and modified ethylene glycol (EG). In both route search catalysts with a high degree of incorporation of the second metal, small particle size and good catalytic performance. It was observed that the route of formic acid with modifications in the synthesis process it is possible to obtain the average incorporation of the second metal in the catalyst, but there is a disadvantage of the particle size is high. The route of EG modified was obtained catalysts with small particle size, but incorporation of the second metal was inefficient. The scale-up studies were performed in 50 cm2 cell varying operating conditions: i) different gas distribution plates and ii) different values of flow of reactant gases. It was observed that at low gas flows the amount of reagent is insufficient to be spread throughout the electrode, causing reaction only in the region of entry of gases in the system, causing a fast limitation in obtain high current densities. It can be observed that the performance difference between the plates is small, but the plate serpentine 6 showed the best performance. The performance of the cathodes prepared with commercial catalysts and synthesized in the laboratory in 50 cm² cells showed considerable influence the operating conditions compared to cells 4,6 cm².

Orientadores: Francisco Humberto Nociti Junior, Cristiane Ribeiro Salmon
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba
Made available in DSpace on 2018-08-22T01:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bossolan_AnaPaulaOliveiraGiorgetti_D.pdf: 5069128 bytes, checksum: d535cdd609cb2fb3fa1290047a101ecb (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: Considerando-se a hipótese de que os mecanismos envolvidos na regeneração periodontal mimetizam os mecanismos associados com o desenvolvimento original de formação do periodonto, o conhecimento dos princípios biológicos iniciais de formação do periodonto é crucial para o avanço de novas técnicas de bioengenharia envolvidas na regeneração periodontal. No entanto, as mudanças no perfil de expressão gênica durante as fases do desenvolvimento dos tecidos dentais não foram totalmente esclarecidos, principalmente aquelas relacionadas ao desenvolvimento da raiz dos dentes. O estudo de expressão gênica do desenvolvimento radicular ainda é um desafio pela necessidade de desmineralização prévia do tecido que apresenta um maior grau de calcificação quando comparado às fases de desenvolvimento da coroa dental. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar comparativamente o padrão de expressão gênica da bainha epitelial de Hertwig (HERS) e o ligamento periodontal no mesmo período experimental, e o padrão de expressão gênica do ligamento periodontal em diferentes períodos de formação radicular. Foi utilizado um camundongo Swiss Webster por período pós-natal (PN): 13 dias (PN13), 45 dias (PN45), sendo que para o período PN13 a HERS também foi avaliada (PN13 HERS). Após a captura e microdissecção do ligamento periodontal dos primeiros molares nos períodos PN13 e PN45 e das células de HERS do primeiro molar no período PN13, o sequenciamento de RNA (RNA-Seq) foi realizado para a análise do transcriptoma. Os dados obtidos do sequenciamento foram processados para a filtragem dos "reads" considerados de boa qualidade (>30 na escala "phred"). A análise dos resultados mostrou que 587 genes foram diferencialmente expressos na comparação PN13 HERS vs. PN13 sendo que 25 foram diferencialmente expressos para PN13 HERS e 562 para PN13. Também foi mostrado que 768 genes foram diferencialmente expressos na comparação PN13 vs. PN45 e desse total 764 foram diferencialmente expressos para PN13 e 4 para PN45. Quando se comparou os 13 genes identificados para PN13 HERS foi demonstrado que dois deles apresentam papel importante para o desenvolvimento embrionário em camundongos. Para PN13 na comparação com HERS e na comparação com PN45, verificou-se que 50 e 57 genes foram respectivamente escolhidos. Para PN45, 4 genes ainda não identificados foram escolhidos. No entanto, quando se compara o padrão de expressão gênica nesses períodos estudados, não foram verificadas grandes mudanças. Dessa forma, podemos concluir, dentro dos limites desse estudo, que o padrão de expressão gênica nos diferentes períodos estudados apresenta pouca variabilidade, apesar de apresentar expressão de genes diferentes em cada período
Abstract: Considering the hypothesis that the mechanisms involved in periodontal regeneration mimic the mechanisms associated with the development of the original formation of the periodontium, the knowledge of initial biological principles of periodontium development is crucial to the advancement of new bioengineering techniques involved in periodontal regeneration. However, the changes in the gene expression profile during the stages of tooth development remain unclear, mainly the stages related to tooth root development. The study of root development is a challenge because of the need of previous tissue demineralization of this tissue with higher degree of calcification when compared to crown development stages. The aim of the present study was comparatively analyze the gene expression pattern of Hertwig's epithelial root sheath (HERS) and the periodontal ligament at the same experimental period, and also the gene expression pattern of the periodontal ligament at distinct periods of root formation. One Swiss Webster mice per post natal period of 13 days (PN13) and 45 days (PN45) were used. After the laser capture microdissection of the first molar periodontal ligament at PN13 and PN45 and HERS cells of the first molar at PN13, RNA Sequencing (RNA-Seq) was performed for transcriptoma analysis. Data obtained were initially processed to filter the reads considered to have good quality (> 30 at "Phred" score). Data analysis showed that 587 genes were differentially expressed at the comparison PN13 HERS vs. PN13 and of these 25 were differentially expressed at PN13 HERS and 562 at PN13. When comparing PN13 vs. PN45, a total of 768 genes were differentially expressed and of these764 were differentially expressed at PN13 and 4 genes at PN45. When observing the chosen genes at PN13 HERS, two genes have been shown to have an important role in embryonic development in mice. At PN13, when comparing PN13 HERS vs. PN13, 50 genes were chosen and at the same period PN13, when comparing PN13 vs. PN45, 57 genes were chosen. At PN45, 4 genes were chosen yet unidentified. However, when comparing the gene expression pattern in these periods studied, there were no major changes. Thus, we can conclude, within the limits of this study, that gene expression pattern in different time periods has little variability, despite showing expression of different genes in each period
Doutorado
Periodontia
Doutora em Clínica Odontológica

Este trabalho apresenta e discute os resultados obtidos na operação de quatro reatores anaeróbios operados em bateladas seqüenciais, projetados em escala piloto, para tratamento de 7,8 m3.dia-1 de esgotos sanitários, coletados da rede coletora que atravessa o Campus da USP de São Carlos. Cada sistema (1,2 m3) foi concebido para tratamento de 1,95 m3.dia-1 de esgoto sanitário, com concepções geométricas (relação L-altura/D-diâmetro), mecânicas (agitação mecânica ou recirculação de líquido) e tipo de retenção de biomassa diferentes. Três unidades eram do tipo ASBR (anaerobic sequencing batch reactor) e outro tipo ASBBR (anaerobic sequencing batch biofilm reactor) com leito fixo composto de matrizes cúbicas de espuma de poliuretano. Os ciclos operacionais tinham duração de oito horas perfazendo no total três ciclos por dia em cada sistema. O monitoramento dos reatores incluiu a determinação de DQO, pH, sólidos em suspensão totais (SST) e voláteis, ácidos voláteis totais, alcalinidade no afluente e efluente, bem como a concentração de metano no biogás. O ensaio experimental foi dividido em duas etapas distintas, sendo que na primeira (227 dias), os reatores não receberam inóculo e na segunda (66 dias) houve a inoculação prévia de lodo anaeróbio granular. Em ambas etapas, os dois reatores ASBR com mesmo tipo de agitação por recirculação de líquido, mas com diferente relação L/D não apresentaram desempenho satisfatório. Os valores médios de eficiência de remoção de DQO e de SST foram próximos de 40% e 60%, respectivamente. No efluente a concentração média foi de 300 mgDQO/L e de 100 mgSST/L. Nos reatores, ASBR com agitação mecânica e, ASBBR com biomassa imobilizada, os resultados médios obtidos foram melhores. O reator ASBBR atingiu eficiência média de 65% e 75% em remoção de DQO e SST, enquanto no ASBR com agitação mecânica chegou-se a 60% e 85%, respectivamente. A concentração média no efluente dos reator foi de 150 mgDQO/L e 60 mgSST/L no ASBBR e 220 mgDQO/L e 50 mgSST/L no ASBR com agitação mecânica.
This study reports and discuss several data obtained using four pilot scale anaerobic sequencing batch reactor, treating 7.8 m3.d-1 of domestic sewage from the Sao Paulo University sewer treatment system (Campus- São Carlos). Each reactor system (1.2 m3) was designed for the treatment of 1.95 m3.d-1 of domestic sewage with different geometric reactor characteristics (ratio L-length/D-diameter), mechanical (mechanical mixing or liquor re-circulation) and biomass retention type. Three reactors were a conventional ASBR (anaerobic sequencing batch reactor) with granular biomass and another one, an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (ASBBR), which was composed with cubic matrices of polyurethane foam. The reactors were operated within 8-h of a sequential batch cycle, which were attained in three cycles by day for each system. Chemical oxygen demand (COD), pH, total suspended solids (TSS), volatile fatty acids, bicarbonate alkalinity in both the influent and effluent were monitored in the different cycles. Methane concentration was also assessed in the same period using Gas Chromatography (GC). The experiments were divided in two different phases. In the first phase, which corresponded to 227 d, the reactors were not inoculated. In the second phase (66 d) the reactors were then inoculated with anaerobic granular sludge. It was observed that in both operational phases, the two ASBR reactors, with the same re-circulating process of the mixed liquor, but with different L/D ratio, showed non-satisfactory results. The average values of COD and TSS removal were close to 40 and 60%, respectively. In the effluent, the average values were of 300 mgDQO/L and 100 mgTSS/L. ASBR reactors with mechanical mixing and ASBBR reactor with immobilized biomass showed better results. The average removal efficiency observed was of 65 and 75% for COD and TSS, respectively. ASBR reactors with mechanical mixing reached the efficiency of 60 and 85% for COD and TSS removal. The average concentration in the effluent was of 150 mgDQO/L and 60 mgSST/l in the ASBBR reactor; and 220 mgCOD/L and 50 mgTSS/L in the ASBR reactor with mechanical mixing.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-12-11T11:55:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafael Polak.pdf: 5152873 bytes, checksum: 5f30b3bcb29a2f08c434a1b4def58c5a (MD5)
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Essa pesquisa teve por objetivo principal avaliar o desempenho de um reator em escala piloto de leito empacotado e fluxo contínuo sob diferentes condições operacionais de aeração, na remoção biológica de matéria carbonácea e nitrogenada, de efluente sanitário. O reator possuía um volume total de 5,65 m³ e volume útil de 4,75 m³, devido ao volume ocupado pelo material suporte. O meio suporte utilizado para fixação de microrganismos foi o dispositivo denominado Biobob®, que consiste em uma matriz de espuma de poliuretano envolta por uma estrutura de polipropileno, com geometria cilíndrica de 45 mm de diâmetro e 60 mm de altura. O reator foi operado com um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 12 horas, razão de recirculação de 2 vezes vazão de alimentação e foi alimentado continuamente por afluente composto por mistura de esgoto sanitário não tratado e efluente de Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF) na proporção de 1:1 (v:v). Foram explorados três ciclos de operação de 180 minutos: (10) aerando continuamente por 180 minutos, (2) aerando 60 minutos e não aerando 120 minutos, e (3) aerando 120 minutos e não aerando 60 minutos. Os resultados mostraram não haver diferença estatística nas eficiências de reduções de Demanda Química Oxigênio (DQO) entre as três condições estudadas, com eficiências médias de 76,34%, 75,32% e 79,80%, respectivamente, indicando que o tempo de aeração não influenciou na eficiência de redução. A DQO efluente do reator variou entre 31 mg.L-1 e 206 mg.L-1. A eficiência de nitrificação se mostrou fator limitante na remoção de NT. As condições (1) e (3) com maiores taxas de nitrificação, 75% e 70% respectivamente, obtiveram as melhores eficiências de remoção de NT, com taxas de 65% em ambas. A relação DQO/NTK durante as 3 etapas da pesquisa foi próxima a 9,59. A condição (3) apresentou diferença estatística significativa na remoção de NT devido a maior disponibilidade de doadores de elétrons, com relação DQO/NTK de 11,2. A desnitrificação apresentou médias de remoções de 87%, 89% e 94%, nas condições 1, 2 e 3, respectivamente. Pelos resultados obtidos, pode-se concluir que o reator piloto de leito empacotado e aeração intermitente foi eficiente na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogenada, podendo ser considerado uma alternativa interessante a ser utilizada no tratamento combinado de efluente de UASB e esgoto bruto.
The main objective of this research was to evaluate the performance of a pilot scale reactor of packed bed and continuous flow, on different aeration operating conditions, in the biological removal of carbonaceous and nitrogenous matter from sanitary effluent. The reactor has a total volume of 5.65 m³, and a useful volume of 4.75 m³ due to the volume occupied by the structured bed. The medium used to fix microorganisms was the device called Biobob®, which consists of a polyurethane foam matrix enveloped by a polypropylene structure, with a cylindrical geometry of 45 mm in diameter and 60 mm in height. The reactor was operated with a 12 hour Hydraulic Retention Time (HRT), recirculation rate of 2 times feed rate and was continuously fed by a mixture of untreated sewage and effluent from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) in the proportion of 1:1 (v:v). Three 180-minute cycles of operation were performed: (1) continuous aeration for 180 minutes, (2) aeration 60 minutes and no aeration for 120 minutes and (3) aeration for 120 minutes and no aeration for 60 minutes. The results showed that there was no statistical difference in the efficiency of Chemical Oxygen Demand (COD) reductions between the three conditions studied, with mean efficiencies of 76.34%, 75.32% and 79.80%, respectively, indicating that the aeration did not influence the reduction efficiency. The COD concentrations effluent from the reactor varied between 31 mg.L-1 and 206 mg.L-1. The efficiency of nitrification was shown to be a limiting factor in NT removal. The conditions (1) and (3) with higher nitrification rates, 75% and 70%, respectively, obtained the best NT removal efficiencies, with rates of 65% in both. The COD / NTK ratio presented a high average during the 3 stages of the research, with an observed value of 9.59. Denitrification showed mean removals of 87% (1), 89% (2) and 94% (3). Condition (3) presented a statistically significant difference with the others due to the greater availability of electron donors, with a COD/NTK ratio of 11.2. From the results, we can conclude that the packed bed reactor and intermittent aeration is efficient in the simultaneous removal of organic matter and nitrogen and is an interesting alternative to be used in the treatment and post treatment of anaerobic reactors.

Este trabalho de pesquisa teve por objetivo avaliar o efeito do descarte de lodo aeróbio no desempenho do reator UASB. Em paralelo, foi verificado o efeito dessa operação na qualidade do efluente final da ETE, no desempenho operacional da unidade de pós-tratamento e nas características do biogás produzido no reator UASB. De modo geral, não houve impacto negativo no processo de digestão anaeróbia em termos de DQO filtrada no efluente, que foi semelhante quando o afluente era composto essencialmente de esgoto bruto, na ordem de 60 a 80 mg/L. Por outro lado, os resultados indicaram uma tendência de redução da qualidade do efluente do reator UASB em termos de DQO total e sólidos em suspensão, quando da alimentação desse reator com excesso de lodo aeróbio. Em 2016, a concentração média de DQO total no efluente foi da ordem de 529 mg/L e a concentração média de SST foi na ordem de 672 mg/L quando o afluente do reator UASB era composto com excesso de lodo aeróbio, ao passo que, sem excesso de lodo aeróbio no afluente, a DQO total média no efluente foi de 269 mg/L e a concentração média de SST foi de 349 mg/L. Porém, essa redução da qualidade pareceu estar relacionada a uma sobreposição de efeitos associado a presença de lodo aeróbio no afluente, e a sistemática adotada na estação para remoção de lodo anaeróbio do reator UASB. Quando não havia remoção de excesso de lodo anaeróbio de fundo do reator UASB, a qualidade do efluente se manteve durante a maior parte do tempo monitorado compatível com os períodos onde o afluente do reator UASB era composto essencialmente de esgoto bruto, indicando que o lodo de fundo, mais concentrado, exerce papel fundamental na retenção do lodo aeróbio na zona de digestão do reator UASB. Essa constatação se mostrou mais explícita quando as operações de descarte de excesso de lodo aeróbio e remoção de lodo anaeróbio do reator UASB ocorriam em períodos distintos. Nessa condição, a concentração média de DQO total no efluente foi de 254 mg/L e a concentração média de SST foi de 314 mg/L, ao passo que sem lodo aeróbio no afluente do reator UASB, a concentração média de DQO total no efluente foi de 191 mg/L e a concentração de SST foi de 258 mg/L. As características do biogás produzido variaram quando o sistema era alimentado com excesso de lodo aeróbio no afluente, apresentando, nessa condição, maior concentração de CO2 e menor concentração de H2S. Não houve, alteração da concentração média de metano quando da presença de excesso de lodo aeróbio no afluente. Outro aspecto observado foi a falta de correlação entre os parâmetros DQO removida e produção volumétrica de biogás quando o afluente do reator UASB continha excesso de lodo aeróbio. Na ausência de excesso de lodo aeróbio no afluente, houve correlação entre essas variáveis, porém uma correlação fraca, na ordem de 0,40, que pode ser explicada por uma captação ineficaz do biogás produzido, devido a vazamentos pela linha de quebra-escuma do separador trifásico, e por perdas de metano dissolvido com o efluente. Com relação ao impacto na unidade de pós-tratamento, a baixa capacidade de remoção de lodo de excesso da ETE devido a dificuldades de ordem operacional e contratual, condicionaram a operação do sistema de lodo ativado com elevadas concentrações de sólidos em suspensão. Nessa condição, o sistema de aeração apresentou baixa eficiência de transferência de oxigênio para o licor misto, o que impactou negativamente no consumo de energia elétrica do processo de lodo ativado, aumentando o custo operacional da ETE. A qualidade do efluente final da ETE, de modo geral, não foi impactada pela operação de descarte de lodo aeróbio no reator UASB, tendo mantido durante a maior parte do tempo DQO média na ordem de 40 mg/L no efluente e concentração de sólidos em suspensão totais em média na ordem de 25 mg/L. A nitrificação e desnitrificação foi variável ao longo do período do estudo, sendo que o processo apresentou eficiência média de remoção de nitrogênio em torno de 66%.
The objective of this research was to evaluate the effect of aerobic sludge discard on UASB reactor performance. In parallel, the effect of this operation on the final effluent quality of the WWTP, the operational performance of the post-treatment plant and the characteristics of the biogas produced in the UASB reactor were verified. In general, there was no negative impact on the anaerobic digestion process in terms of dissolved COD in the effluent, which was similar when the influent was composed essentially of raw sewage, in the order of 60 to 80 mg / L. On the other hand, the results indicated a tendency to reduce the quality of the UASB reactor effluent in terms of total COD and suspended solids when feeding this reactor also with excess aerobic sludge. In 2016, the mean concentration COD in the effluent was of the order of 529 mg / L and the mean concentration SST was 672 mg / L when the UASB reactor inflow was composed of excess aerobic sludge, while, without excess of aerobic sludge in the influent, the mean COD in the effluent was 269 mg / L and the mean concentration of SST was 349 mg / L. However, this quality reduction seemed to be related to an overlap of effects associated with the presence of aerobic sludge in the influent, and the system adopted at the WWTP to remove anaerobic sludge from the UASB reactor. When there was no removal of excess anaerobic bottom sludge from the UASB reactor, the quality of the effluent remained for most of the monitored time consistent with the periods where the UASB reactor inflow was essentially composed of raw sewage, indicating that the sludge from deep, more concentrated, plays a fundamental role in the retention of aerobic sludge in the digestion zone of the UASB reactor. This finding was more explicit when the operations of excess aerobic sludge and anaerobic sludge removal from the UASB reactor occurred at different periods. In this condition, the mean COD concentration in the effluent was 254 mg / L and the mean SST concentration was 314 mg / L, whereas without aerobic sludge in the UASB reactor, the mean total COD concentration in the effluent was 191 mg / L and the concentration of SST was 258 mg / L. The characteristics of the biogas produced varied when the system was fed with excess of aerobic sludge in the influent presenting, in this condition, a higher concentration of CO2 and a lower concentration of H2S. There was, fortunately, no change in the average concentration of methane when there was an excess of aerobic sludge in the influent. Another important aspect observed was the lack of correlation between the COD removal parameters and volumetric biogas production when the UASB reactor inflow contained excess aerobic sludge. In the absence of excess aerobic sludge in the influent, there was a correlation between these variables, but a weak correlation, in the order of 0.40, which can be explained by an inefficient capture of the biogas produced, due to leaks by the three-phase separator, and for losses of methane dissolved with the effluent. Regarding the impact on the post-treatment unit, the low sludge removal capacity of the WWTP due to operational and contractual difficulties, conditioned the operation of the activated sludge system with high concentrations of suspended solids. In this condition, the aeration system presented low oxygen transfer efficiency for the mixed liquor, which negatively impacted the electric power consumption of the activated sludge process, increasing the operational cost of the WWTP. The final effluent quality, in general, was not affected by the aerobic sludge discharge operation in the UASB reactor, having maintained for the most part the average COD in the order of 40 mg / L in the effluent and the solids concentration in suspension on average in the order of 25 mg / L. Nitrification and denitrification were variable throughout the study period, with the average nitrogen removal efficiency around 66%.

O Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) é um surfactante aniônico considerado prioridade de risco ambiental entre os contaminantes emergentes atuais. Estudos anteriores reportaram a degradação anaeróbia de LAS por co-digestão da água residuária de lavanderia comercial e co-substratos sintéticos (extrato de levedura e etanol), em reatores em escala de bancada. Todavia, na literatura ainda são limitados os estudos envolvendo co-substratos economicamente viáveis, como o esgoto doméstico. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de remoção do LAS, de água residuária de lavanderia comercial em co-digestão com esgoto doméstico. O reator de leito granular expandido (EGSB) escala piloto de 62,0 L foi operado em condição mesofílica, em TDH de 40 h, por 480 dias. O reator foi inoculado com 12,0 L de lodo proveniente de reator UASB usado no tratamento de água residuária de abatedouro de aves. Na primeira etapa, de adaptação, com duração de 60 dias, o reator foi alimentado apenas com esgoto doméstico. Em seguida, o reator foi alimentado com água residuária de lavanderia comercial diluída em esgoto doméstico para obtenção de concentrações de LAS afluente de 5 ± 4; 19 ± 10 e 36 ± 19 mg L-1, nas etapas II, III e IV, respectivamente. Nestas etapas o reator foi monitorado por 60, 270 e 90 dias. Verificou-se diminuição da eficiência de remoção de matéria orgânica de 73 ± 23 % na etapa de adaptação, para 61 ± 25%, 50 ± 15% e 44 ± 15%, respectivamente, para as etapas II, III e IV. Assim como, verificou-se diminuição da eficiência de remoção do LAS de 73 ± 31% para 55 ± 29% e 32 ± 17% nas três últimas etapas. Verificou-se aumento significativo de sulfeto da etapa II para a etapa III e IV, respectivamente de 8 ± 2 mg L-1 para 29 ± 12 mg L-1 e 31 ± 5 mg L-1, respectivamente. Foi realizada a caracterização taxonômica da biomassa do leito do lodo do reator EGSB ao final de cada etapa experimental, sendo identificadas bactérias semelhantes a Bellinea (domínio Bacteria) e Methanosaeta (domínio Archaea), as quais foram as de maior abundância relativa ao longo de toda operação. A tecnologia empregada para remoção do surfactante foi adequada para concentrações afluente de até 20 mgLAS L-1. Aclimatação da biomassa microbiana foi observada, após longo período e exposição aos compostos recalcitrantes da água residuária de lavanderia.
Classified as an emergent contaminant, Alkylbenzene Linear Sulfonate (LAS) is an anionic surfactant of high priority given its environmental risk. Previous studies reported LAS anaerobic degradation from laundry wastewater in co-digestion with synthetic substrates (such as methanol, ethanol and yeast extract). However, studies with more economic viable substrates as domestic sewage still lacking. This study assessed LAS removal from laundry wastewater diluted in domestic sewage, using an Expanded Bed Granular Sludge (EGSB) pilot scale reactor. The reactor was kept in mesophilic temperature, with 62,0 L total volume and it was operated with a hydraulic retention time (HRT) of 40 h. The inoculum was 12,0 L of sludge from an UASB used on a poultry slaughterhouse wastewater treatment plant. On the first stage, of adaptation, the reactor was fed only with domestic sewage for 60 days. Then, commercial laundry wastewater was diluted in domestic sewage to obtain LAS affluent concentrations of 5 ± 4; 19 ± 10 and 36 ± 19 mg L-1, on stages II, III and IV, respectively. These stages lasted for 60, 270 and 90 days. The increase of commercial laundry wastewater proportion on fed resulted in lower organic matter removal efficiencies. These parameter decreased from 73 ± 23% on adaptation, to 61 ± 25%, 50 ± 15% and 39 ± 23% on following stages. As well as LAS removal efficiencies that dropped from 73 ± 31% to 55 ± 29% and 44 ± 15 % on three last stages. Sulphide production enhanced from stage II (8 ± 2 mg L-1) to stage III (29 ± 12 mg L-1) and remained 31 ± 5 mg L-1 on stage IV. Taxonomic characterization of granular sludge biomass in the end of each stage was performed and genders similar to Bellinea (Bacteria domain) and Methanosaeta (Archae domain) were the ones with higher relative abundance in all stages. The technology applied was suitable for anaerobic surfactant removal with LAS affluent concentration of 20 mg L-1. Acclimation of microbial biomass was observed after long exposure of microbial community to recalcitrant compounds from laundry wastewater.

A presente pesquisa teve como objetivo principal a avaliação do desempenho de um reator de leito expandido (159,0 \'M POT.3\'), em escala plena, operado sob condições anaeróbia e anaeróbia-aeróbia sobrepostas, tratando esgoto sanitário. Como objetivos específicos, foi avaliado o uso de areias comerciais para complementação do leito de partículas, bem como a distribuição do material suporte ao longo da altura do reator. Além disso, houve a simulação da flotação do efluente do sistema a fim de otimizar a eficiência na remoção de sólidos, visto pela ineficiência do sistema na separação dos sólidos biológicos. Dentre os materiais selecionados para compor o leito de partículas, foi escolhida a areia com tamanho médio dos grãos igual a 0,69 mm e massa específica de 2690 kg.\'M POT.-3\'. Esta pesquisa foi dividida em duas etapas experimentais, sendo que a primeira o sistema foi operado somente sob a condição anaeróbia, enquanto na segunda, o sistema foi submetido à condição anaeróbia e aeróbia sobrepostas. Para a primeira etapa, o sistema obteve maior eficiência na remoção de matéria orgânica, com TDH de 14 horas, quando foi removido 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 1,26 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQObruta, DQOfilt, DBObruta, DBOfilt, SST e SSV foram de 65%; 64%; 80%; 70%; 58% e 69%. O efluente apresentou, em média, 245 mgDQObruta/L, 117 mgDQOfilt/L, 104 mgDBObruta/L, 76 mgDBOfilt/L; 88 mgSST/L e 69 mgSSV/L. O grau de amonificação obtido foi de 90%, evidenciando a potenciabilidade do sistema na conversão de matéria nitrogenado orgânico em amoniacal. Para a segunda etapa, a maior eficiência na remoção de matéria orgânica foi obtida com TDH de 16 horas, quando foi removido 0,29 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia, sendo que foi aplicado 0,84 kgDQObruta/\'M POT.3\'.dia. As eficiências médias de remoção de DQOfilt e DBOfiltr foram de 80% e 95%, respectivamente. O efluente apresentou, em média, 72 mgDQOfiltr/L, e 13 mgDBOfiltr/L. O grau de amonificação obtido foi de 85%, no entanto houve baixa eficiência na oxidação do \'N\'-amoniacal, no máximo 25%, sendo que as concentrações máximas no efluente foram de 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L e 2 mg\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectivamente. Em relação à distribuição do material suporte, foi verificada que a proporção de carvão ativado granular e carvão antracitoso foi superior em relação à areia, nos diferentes pontos de coleta, sendo que essa proporção tendeu a se reduzir ao longo das amostragens, além disso, foram verificadas que as características do fluxo não estão adequadas para proporcionar a fluidificação/expansão do leito de partículas. Os melhores resultados obtidos na simulação da flotação do efluente, quando foi aplicada recirculação com concentração de ar de 17,5 mgar/Lam, e velocidade ascensional de 10 cm/min. As eficiências de remoção de SST; SSF; SSV; DQO, cor e turbidez obtidas foram de 64; 82; 62; 62; 53 e 73%, respectivamente. O efluente flotado apresentou 63 mgSST/L; 5 mgSSF/L; 59 mgSSV/L; 127 mgDQObruta/L, 431 uC e 29 uT.
This present research had as main objective the evaluation of the performance of a full scale expanded bed reactor (159.0 \'M POT.3\'), operated under anaerobic and overlapping anaerobic-aerobic, treating sanitary wastewater. As specific objectives, it was evaluated using commercial sand to complement the bed of particles and distribution of material support along the height of reactor. Besides, it was simulated the flotation of the effluent system in order to optimize the efficient removal of solids, due to inefficiency of the system in the separation of biological solids. Among the materials selected to compose the bed of particles was chosen with the average size of sand grains equal to 0.69 mm and density of 2690 kg.\'M POT.-3\'. This research was divided into two experimental stages, the first being that the system was operated only under the anaerobic condition, while the second, the system was submited to anaerobic and aerobic conditions overlaped. For the first step, the system achieved greater efficiency in removing organic matter, with hydraulic detention time of 14 hours, when it was removed from 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day, which was applied 1.26 kgCOD/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of DQOraw, DQOfiltered, BODraw, BODfiltered, TSS and VSS were 65%; 64%; 80%; 70%; 58% and 69%. The effluent had an average of 245 mgCODraw/L; 117 mgCODfiltered/L; 104 mgBODraw/L; 76 mgBODfiltered/L; 88 mgTSS/L and 69 mgVSS/L. The ammonification obtained was 90%, demonstrating the potencial of the system in the conversion of organic matter into ammonia nitrogen. For the second stage, the most efficient in the removal of organic matter was obtained with hydraulic detention time of 16 hours when it was removed from 0.29 kgCODraw/\'M POT.\'3.day, which was applied 0.84 kgCODraw/\'M POT.3\'.day. The mean removal efficiencies of CODfiltered and BODfiltered were 80% and 95%, respectively. The effluent had an average of 72 mgCODfiltered/L, and 13 mgBODfiltered/L. The ammonification obtained was 85%, however there was low efficiency in oxidation of ammonia-\'N\', at most 25%, and the maximum concentrations in the effluent were 4 mg\'N\'-\'NO IND.2\'POT.-\'/L and 2 mg\'N\'-\'NO IND.3\'POT.-\'/L, respectively. Regarding the distribution of material support, it was found that the proportion of activated granular carbon and anthracite carbon was higher on sand, in different points of collection, whereas this proportion tended to drop over the sample, moreover, was found that the characteristics of the flow are not adequate to provide fluidization/expansion of the bed of particles. The best results obtained in the simulation of the flotation of the effluent when it was applied with recirculation of air concentration of 17.5 mgair/Lsample, and ascension velocity of 10 cm/min. Removal efficiencies of TSS; FSS; VSS; COD, color and turbidity were obtained from 64; 82; 62; 62; 53 and 73%, respectively. The effluent had 63 mgTSS/L; 5 mgFSS/L; 59 mgVSS/L; 127 mgCODraw/L; 431 uC and 29 uT.

Esta pesquisa avaliou a eficiência do biofiltro aerado submerso empregado no pós-tratamento do efluente do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), em escala real, localizado na ETE Água Vermelha em São Carlos, SP, sob condições hidráulicas desfavoráveis. Estudou-se a remoção de matéria orgânica e de sólidos, a possibilidade de remoção de nitrogênio e fósforo e também as características da biomassa aderida ao meio suporte. O estudo foi desenvolvido em duas fases, uma sem a adição de inóculo (fase I) e outra com inoculação (fase II). Na fase I foi aplicada vazão de 380 m³/dia, cargas orgânicas volumétricas (COV) de 3kgDQO/m³.dia com carga hidráulica (CH) de 8 m³/m².dia e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 170 minutos. Nesta fase o biofiltro alcançou eficiências médias de 40% na remoção de matéria orgânica (DQO) e de 35% para os SST. Na segunda fase foram aplicadas vazões de 500 m³/dia, COV de 4 kg DQO/ m³.dia com CH de 11 m³/ m².dia e TDH de 130 minutos. O BAS apresentou eficiências médias de remoção de DQO, \'COT IND.F\' e SST de 36%, 60% e 30%, respectivamente, para a fase II. A conversão de nitrito a nitrato foi considerada desprezível, podendo ser atribuída ao alto valor de DQO afluente ao BAS, à ocorrência de nitrificação e desnitrificação no mesmo biofilme e à distribuição ineficiente de ar no interior do reator. O biofiltro não apresentou bons resultados quanto à remoção de fósforo durante a pesquisa. O estudo permitiu concluir que o BAS apresentou um desempenho satisfatório como unidade de pós-tratamento de reator UASB na fase de partida, mesmo sendo submetido a altas cargas hidráulicas e orgânicas. Constatou-se, portanto, que o emprego do biofiltro aerado submerso apresenta-se como uma alternativa vantajosa para o pós-tratamento do efluente de reatores anaeróbios, produzindo um efluente de excelente qualidade.
This research evaluated the efficiency of a full scale submerged aerated biofilter (SAB) used for post-treatment of the effluent of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, located in the wastewater treatment plant Água Vermelha (São Carlos, SP, Brazil), under unfavorable hydraulic conditions. The removal of organic matter and solids, the possibility of removal of nitrogen and phosphorus and also the characterization of biomass attached to the packing media were studied. This study vas developed in two phases, one without reactor seeding (phase I), and another when the reactor was seeded (phase II). At phase I, a flow rate of 380 m³/d and a volumetric loading rate of 3 kgCOD/m³.d with hydraulic load (HL) of 8 m³/m².d were applied, with 170 minutes of hydraulic retention time (HRT). In this phase the biofilter reached average efficiencies of 40% in organic matter removal (COD) and 35% for TSS. Already in phase II, a flow rate of 500 m³/d, a volumetric loading rate of 4kgCOD/m³.d with HL of 11 m³/ m².dia were applied, with 130 minutes of HRT. The SAB allowed average removal efficiencies of COD, \'TOC IND.F\' and TSS of 36%, 60% and 30%, respectively, for phase II. The conversion of nitrite to nitrate was considered worthless, likely attributed to the high value of affluent COD to the SAB, the occurrence of nitrification and denitrification in the same biofilm and the inefficient air distribution in the interior of the reactor. The biofilter did not present good results in phosphorus removal. This study allowed to conclude that the aerated submerged biological filter presented a satisfactory performance as a post-treatment unit of an UASB reactor during the start-up phase, being submitted to high hydraulic and organic loads. It was found that the employment of the submerged aerated biofilter is an advantageous alternative as anaerobic effluent post-treatment, producing excellent quality effluent.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência da intensidade de agitação e tipo de impelidor, bem como a estratégia de alimentação, em reator anaeróbio operado em batelada seqüencial, escala piloto (\'da ordem de\' 1 \'M POT.3\'), com agitação mecânica e em duas configurações: uma com biomassa granulada (ASBR) e outra com biomassa imobilizada em suporte inerte de espuma de poliuretano (ASBBR), aplicadas ao tratamento de esgoto doméstico. No estudo da intensidade de agitação e tipo de impelidor, para cada reator foram avaliadas três tipos de impelidores (turbina de pás planas, turbina de pás inclinadas 45º e hélice) associados a duas intensidades de agitação (40 e 80 rpm), obtendo uma combinação de 6 (seis) condições experimentais. A combinação da intensidade de agitação e tipo de impelidor que apresentou melhor desempenho no processo foi utilizado no estudo da estratégia de alimentação, na qual foi avaliada as seguintes condições: batelada alimentada durante 25%, 50%, 75% e 100% do ciclo. Os resultados obtidos permitiram concluir que: no ASBBR o aumento da intensidade de agitação de 40 rpm para 80 rpm permitiu uma melhoria nos fluxos de transferência de massa e, portanto, aumentou a velocidade de consumo de substrato; no ASBR o aumento da intensidade de agitação de 40 rpm para 80 rpm proporcinou uma desestabilização do sistema, provavelmente por causa da ruptura dos grânulos provocada pela maior agitação; os sistemas operados com impelidor do tipo hélice apresentaram vantagens, tais como: melhor eficiência de remoção de sólidos, maior valor da constante cinética de primeira ordem (melhor fluxo de transferência de massa e conseqüentemente maior consumo de substrato) e maior produção de alcalinidade, ou seja, maior estabilidade para o sistema; tanto o sistema ASBR como o ASBBR quando operados nas condições de batelada típica, batelada alimentada durante 50% e 75% do ciclo apresentaram melhores desempenhos no processo de tratamento, mostrando a flexibilidade operacional dos reatores anaeróbios operados em bateladas seqüenciais; e comparando os sistemas ASBBR e ASBR verificou-se que estes apresentaram comportamentos similares em todas as condições de operação de batelada alimentada avaliadas, não sendo possível, estatisticamente apontar um sistema com melhor desempenho.
The objective of this work was to assess the effect of the stirring speed, the type of impeller and the feed strategy in a mechanically stirred pilot-scale (\'da ordem de\' 1 \'M POT.3\') anaerobic sequencing batch reactor to two configurations: a containing granulated biomass (ASBR) and the other containing immobilized biomass (AnSBBR). Domestic wastewater was treated in 8-h cycles. Three impeller types (turbine with six-flat blades, turbine with six 45º-inclined blades and helix with three blades) were assessed at two different stirring speeds (40 and 80 rpm), totaling six experimental conditions. The stirring speed and the impeller that resulted in the best combination was used in work of the feed strategy . The reactors were operated at room temperature at four different feed strategies (fed batch during 25%, 50% and 75% of the cycle, and conventional fed-batch). The results allowed conclude that: in the AnSBBR increasing the stirring speed from 40 rpm to 80 rpm showed to improve mass transfer, with consequent increase in substrate consumption; in the ASBR increasing the stirring speed from 40 rpm to 80 rpm showed desestabilization in system, because of the disruption caused in the granules witth greater agitation; operation with the helix impeller showed some advantages over the turbine impellers, such as: improved efficiency in solids removal, higher value of the first order kinetic constant and higher alkalinity production; both for the ASBR as for the ASBBR the best performance in wastewater treatment was obtained when the reactors were operated at conventional batch, fed-batch during 50% and 75% of the cycle; no significant difference in performance was observed among these three conditions. Despite poor performance of the conventional fed-batch and fed-batch during 25% of the cycle compared to the other conditions, both these conditions presented operational stability. Hence, the anaerobic sequencing batch reactors presented operational flexibility as far as feed strategy is concerned.

La creciente demanda de reutilización de agua residual urbana, los elevados requerimientos de calidad, la preocupación por el medio ambiente y la presencia en las diferentes matrices de agua de compuestos orgánicos persistentes a los tratamientos biológicos convencionales han derivado en el desarrollo de nuevas tecnologías de depuración más eficientes y sostenibles para la obtención de aguas tratadas de alta calidad aptas para su reutilización. Aunque los procesos de tratamiento anaerobios son ampliamente conocidos, investigaciones recientes han puesto de manifiesto su eficiencia en combinación con otros sistemas en el tratamiento de ciertos microcontaminantes. No obstante, quedan aún por clarificar aspectos como la influencia de la carga orgánica del afluente en los rendimientos de eliminación de estos compuestos. Este estudio analiza el efecto de la carga orgánica del afluente en la eficiencia de eliminación de 30 microcontaminantes de diferente naturaleza, materia orgánica y nutrientes mediante un sistema combinado consistente en un reactor anaerobio de manto de fangos de flujo ascendente-UASB con un biorreactor de membranas –MBR. Se llevó a cabo también la evaluación de los principales parámetros de operación de la planta combinada, como son: el control del ensuciamiento de la membrana de microfiltración, la evolución de los MLSS, el oxígeno disuelto, la acidez del medio, el comportamiento biocinético de los fangos aerobios o la producción y calidad del biogás generado en el proceso de digestión anaerobia. Durante una primera fase experimental se operó una planta piloto escala laboratorio UASB-MBR a tres escalones de carga orgánica diferentes y con la biomasa aerobia suspendida. En una segunda fase experimental se introdujeron biosoportes en el tanque aerobio a fin de evaluar la influencia de la presencia de biomasa soportada en los rendimientos de eliminación de la planta combinada. Los resultados pusieron de manifiesto las sinergias establecidas entre ambos sistemas anaerobio y aerobio. La degradación de la materia orgánica fue superior al 97% durante toda la experimentación, con máximos superiores al 99% operando a cargas orgánicas altas y medias. El reactor UASB fue el principal responsable de las eliminaciones en cargas orgánicas altas mientras que, cuando descendió su rendimiento en cargas más bajas, fue el MBR el encargado de dichas eliminaciones. La eliminación de nutrientes en el reactor UASB fue muy limitada y se debió fundamentalmente a su acumulación por parte de la biomasa anaerobia activa para su asimilación celular. El MBR fue el principal responsable de la reducción de NT y PT, donde los altos tiempos de retención celular, un elevado ratio de recirculación entre el tanque de membranas y el tanque aerobio y la coexistencia de biomasa aerobia suspendida y soportada favorecieron el rendimiento de los procesos de nitrificación-desnitrificación, obteniendo rendimientos medios de eliminación de NT y PT del 35,5% y 40,0% y máximos del 44,8% y 54% respectivamente. Para la mayor parte de los 30 microcontaminantes las eficiencias de eliminación superiores al 90%. Los compuestos más recalcitrantes tanto al tratamiento anaerobio (UASB) como al tratamiento combinado en el UASB-MBR fueron las triazinas atrazina, simazina y terbutilazina, el linurón y, especialmente, los fármacos carbamazepina y diclofenaco. Los mayores rendimientos se obtuvieron cuando el influente estuvo en carga orgánica alta (0,7±0,1 kg DQO/m3·d) y con presencia de biomasa aerobia soportada, generando a la vez una alta tasa de producción de biogás (0,48 m3 biogás·kg DQO-1) con un contenido medio de CH4 del 73%, adecuado para su recuperación energética. La presencia de biomasa soportada mejoró las eliminaciones de todos los compuestos, especialmente de las triazinas, el linurón y la carbamazepina.

LOPES, A. C. Reator híbrido associando reator UASB e reator radial de leito fixo (RRLF), em escala piloto, no tratamento de esgoto sanitário. 2005. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Hidráulica e Saneamento) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2005.
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Integrated anaerobic/aerobic systems have been considered feasible alternatives concerning technical and economic aspects for treating domestic wastewaters. This paper presents the results obtained from the operation of this new reactor configuration, made up of a central unit – an upflow anaerobic sludge blanket reactor (UASB), with a working volume of 286 L, associated to a radial-flow aerobic immobilized- biomass (RAIB), with a working volume of 215 L. The RAIB reactor circles the solid/liquid/gas separation zone. The main modification in the UASB reactor concerns this association with the RAIB. The UASB effluent was distributed through openings along its side walls to the RAIB, allowing the elimination of collecting channels and feeding devices from the latter reactor. The objective of this work was to promote organic matter (raw and soluble) and nitrogen removal from domestic sewage. Organic matter (as COD) and volatile suspended solids removal achieved efficiencies of 80 % and 89 %, respectively. Under stable operational conditions, the system effluent presented COD and volatile suspended solids values of 110 mg·L-1 and 16 mg·L-1, respectively. Efficiencies of 90 % for COD and volatile suspended solids removal were achieved with a organic loading rate of 4,0 kg COD·m-3·d-1. This integrated system has shown to be a valid configuration, efficiently removing organic matter and suspended solids from the domestic wastewater. However, contrarily to expectations based on the previous studies with RAIB, nitrification was poor. Therefore, modifications to the RAIB design must be considered for the establishment of nitrogen removing processes.
Os sistemas combinados anaeróbio/aeróbio para tratamento de esgotos sanitários têm sido considerados alternativas viáveis do ponto de vista técnico-econômico em relação aos sistemas tradicionais. Este trabalho apresenta os resultados obtidos com uma nova configuração de reator, composto por uma unidade central - um reator anaeróbio de manta de lodo (UASB) modificado de 286 L, associado a um reator radial aerado de leito fixo (RRLF) de 215 L, disposto de maneira a circundar a zona de separação sólido/ líquido/gás do reator UASB. A principal modificação no reator UASB foi, portanto, a incorporação, junto à sua parede externa, do RRLF. A alimentação do RRLF com o efluente do UASB dá-se através de abertura laterais na parede do UASB, o que permitiu eliminar as calhas de coleta e sistemas de alimentação do segundo reator. Esse sistema foi alimentado com esgoto sanitário obtido da rede coletora de esgotos do Campus da USP de São Carlos. Esperava-se obter remoção considerável de matéria orgânica solúvel e particulada, bem como a remoção parcial de nitrogênio. Foram obtidas eficiências médias de remoção de matéria orgânica (expressa como demanda química de oxigênio - DQO) e de sólidos suspensos voláteis (SSV), de 80 % e 89 %, respectivamente. Em condições de operação estável, os valores de DQO e SSV no efluente atingiram 110 mg·L-1 e 16 mg·L-1, respectivamente. Observou-se, também, que o sistema apresentou grande estabilidade operacional, tendo a taxa de carregamento orgânico volumétrica atingido valores da ordem de 4,0 kg DQO·m-3·d-1. Nessas condições, o sistema atingiu eficiências de remoção de DQO e SSV da ordem de 90 %. O sistema misto ensaiado mostrou ser uma configuração promissora, pois promoveu a remoção eficiente de matéria orgânica e de sólidos suspensos. Considera-se, no entanto, a necessidade de se introduzirem modificações no projeto do RRLF que permitam o estabelecimento dos processos de nitrificação e desnitrificação nesse reator, uma vez que foi obtida baixa eficiência de nitrificação e, conseqüentemente, a remoção de nitrogênio foi prejudicada.

Em cumprimento às normas que regulam a transferência e deposição final de rejeitos radioativos, o inventário de radionuclídeos de cada embalado contendo tais rejeitos deve ser estimado e declarado. Os limites autorizados são definidos em função das doses de radiação que indivíduos do público podem vir a receber anualmente a partir do repositório. Tais limites se referem principalmente às concentrações de atividade, dadas em Bq/g, dos radionuclídeos presentes nos embalados com rejeitos. A grande maioria dos radionuclídeos emissores de raios-gama pode ter a respectiva concentração de atividade determinada diretamente por medidas externas aos embalados. Entretanto, determinação análoga para os radionuclídeos emissores exclusivos de partículas alfa ou beta, bem como de alguns emissores de raios-gama e/ou raios-X cuja energia, intensidade absoluta de emissão e/ou atividade são muito baixas denominados genericamente Radionuclídeos de Difícil Medição (RDMs) requer procedimentos radioquímicos complexos para isolar a espécie química de interesse dos interferentes presentes nas matrizes de rejeitos. Ademais, nesse caso é necessário coletar amostras de cada embalado, acarretando elevadas doses de radiação para os operadores e altos custos logísticos, decorrentes do grande número de embalados com rejeitos radioativos que necessitam de caracterização em uma instalação nuclear. Uma metodologia alternativa para abordar esse problema consiste em obter correlações empíricas entre alguns radionuclídeos possíveis de serem medidos diretamente, como 60Co e 137Cs denominados Radionuclídeos Chave (RCs) e os RDMs. Essa metodologia, denominada Fator de Escala, foi aplicada no presente trabalho com a finalidade de determinar tais correlações, na forma de Fatores de Escala ou Funções de Correlação, para os principais rejeitos de baixa e média atividades do reator nuclear de pesquisa IEA-R1.
Regulations regarding transfer and final disposal of radioactive waste require that the inventory of radionuclides for each container enclosing such waste must be estimated and declared. The regulatory limits are established as a function of the annual radiation doses that members of the public could be exposed to from the radioactive waste repository, which mainly depend on the activity concentration of radionuclides, given in Bq/g, found in each waste container. Most of the radionuclides that emit gamma-rays can have their activity concentrations determined straightforwardly by measurements carried out externally to the containers. However, radionuclides that emit exclusively alpha or beta particles, as well as gamma-rays or X-rays with low energy and low absolute emission intensity, or whose activity is very low among the radioactive waste, are generically designated as Difficult to Measure Nuclides (DTMs). The activity concentrations of these DTMs are determined by means of complex radiochemical procedures that involve isolating the chemical species being studied from the interference in the waste matrix. Moreover, samples must be collected from each container in order to perform the analyses inherent to the radiochemical procedures, which exposes operators to high levels of radiation and is very costly because of the large number of radioactive waste containers that need to be characterized at a nuclear facility. An alternative methodology to approach this problem consists in obtaining empirical correlations between some radionuclides that can be measured directly such as 60Co and 137Cs, therefore designated as Key Nuclides (KNs) and the DTMs. This methodology, denominated Scaling Factor, was applied in the scope of the present work in order to obtain Scaling Factors or Correlation Functions for the most important radioactive wastes with low and intermediate-activity level from the IEA-R1 nuclear research reactor.

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Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A presente pesquisa teve a intenção de desenvolver reator biológico de 159 \'M POT.3\' de volume total, com leito de carvões granulares (ativado e antracito) expandido e parcialmente aerado, para promover remoções de matéria orgânica e nutrientes (N e P) do esgoto sanitário, devido a manutenção de ambientes anaeróbio e aeróbio, estratificados ao longo da altura do reator e ao longo do biofilme cultivado em seu interior. Para avaliar o impacto das modificações operacionais no comportamento biológico dos microrganismos presentes no reator, foram aplicados métodos para análise das atividades nitrificante (ANE), desnitrificante (ADE) e metanogênica (PME), embasados em testes respirométricos padrões descritos na literatura. A estratificação reacional também foi estudada dentro de filmes biológicos com a ajuda de microsensores amperométricos de OD em testes de bancada. Assim, após 451 dias de operação, foi possível verificar remoções médias de \'DQO IND.F\', NTK e fosfato total de, respectivamente 78%, 56% e 42%, quando o reator foi operado por 66 dias com tempo de detenção hidráulica médio de 8,8 h, injetor de oxigênio puro, instalado após placa de orifício em linha de recirculação aerada, a qual funcionava pressurizada (3 a 4 bar) e com razão média de recirculação igual a 3, comparada à vazão de alimentação. Para o restante do período, no qual foram aplicadas taxas de carregamentos volumétricos médios de 0,74 \'+ OU -\' 0,28 kg\'DQO IND.F\'/\'M POT.3\'.dia; 0,17 \'+ OU -\' 0,07 kg NTK/\'M POT.3\'.dia e 0,05 \'+ OU -\' 0,02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.dia, o sistema demonstrou remoções médias de 65 \'+ OU -\' 20% para \'DQO IND.F\', 25 \'+ OU -\' 21% para o NTK e 48 \'+ OU -\' 18% para o fosfato total, mesmo operado com tempo de retenção celular médio de 15 \'+ OU -\' 7 dias. Os testes respirométricos foram sensíveis para avaliar a atividade microbiana do material biológico coletado ao longo do reator, com os quais foram verificados PME médio de 0,25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h, para as amostras de material biológico coletado na região anaeróbia, ao fundo do reator; ANE variando entre 1,3 a 4,4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, para as amostras coletadas na região aeróbia, intermediária ao reator; e ADE variando entre 0,024 e 5,20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, para amostras coletadas, respectivamente, no fundo e no topo do reator. As análises do material líquido também corroboram com a idéia de estratificação dos ambientes aeróbio, no fundo do reator, e micro-aerado, em sua região intermediária superior, apontando para região com alto potencial de ocorrerem nitrificação e desnitrificação conjuntas no topo da sua zona reativa. O microsensor amperométrico de OD com ponta entre 10 e 30 \'mü\'m de diâmetro, confeccionados em laboratório especializado, se mostrou sensível para a observação do gradiente de concentração de oxigênio dissolvido dentro de filme biológico, suficientes para a formação de regiões aeróbia e anaeróbia em seu interior, cuja informação pode ser útil para a aprimoramento de reatores com biofilme, projetados para remoções combinadas de matéria orgânica e nutrientes. Entretanto, quando se pretende definir parâmetros cinéticos ou de transferência de massa, maior rigor deve ser dispensado na definição dos locais para a aplicação do sensor, nos quais sejam reduzidos os efeitos da heterogeneidade do agregado microbiano no ajuste da modelagem matemática aplicada aos pontos experimentais
The current research aimed the development of a 159 \'M POT.3\' total volume biological reactor, with a expanded and partially aerated granular coal bed (activated and anthracite), to promote organic matter and nutrients (N and P) removal from wastewater due to the maintenance of anaerobic and aerobic environments, stratified throughout the height of the reactor and also all over the biofilm cultivated in its interior. Methods for the analyses of specific nitrifying activities (ENA), denitrifying (EDA) and methanogenic (EMA) were applied to assess the impact of the operational modifications in the biological behavior of microorganisms present in the reactor, based on standard respirometric tests found in literature. The reactional stratification was also studied inside the biological films with the help of DO microsensors in batch tests. Thus, after 451 of operation it was possible to verify mean \'COD IND.F\', TNK and phosphate removal of 78%, 56% and 42%, respectively, when the reactor was operated for 66 days with average hydraulic detention time of 8.8 h, pure oxygen injector which was installed after the aerated recirculation line which was working pressurized (3 to 4 bar) and with mean recirculation ratio equal to 3, when compared to the feeding flow. For the rest of the period where mean volumetric loading rates of 0.74 \'+ OR -\' 0.28 kg\'COD IND.F\'/\'M POT.3\'.day; 0.17 \'+ OR -\' 0.07 kgTNK/\'M POT.3\'.day and 0.05 \'+ OR -\' 0.02 kg\'PO IND.4\'POT.-3\'/\'M POT.3\'.day were applied the system demonstrated average removal of 65 \'+ OR -\' 20% for \'COD IND.F\', 25 \'+ OR -\' 21% for TNK and 48 \'+ OR -\' 18% for total phosphate, even when it operated with mean cellular retention time of 15 \'+ OR -\' 7 days. The respirometric tests were sensible enough to assess the microbial activity from the biological material collected throughout the reactor, and where mean PME of 0.25 mL\'CH IND.4\'/gSVT.h was verified for the samples of biological material collected in the anaerobic region, at the bottom of the reactor; ANE varying between 1.3 to 4.4 mg\'O IND.2\'/gSVT.h, for the samples collected in the aerobic region, reactor\'s intermediary; and ADE varying between 0.024 to 5.20 mg\'N IND.2\'/gSVT.h, for samples collected at the bottom and the top of the reactor, respectively. The analyses of the liquid material also support the idea of stratification of the aerobic environments, at the bottom of the reactor, and micro-aerated, in its superior intermediate region, pointing to the region as a high potential of occurring joint nitrification and denitrification at the top of the reactive zone. The DO amperometric microsensor, with tip between 10 and 30 \'mü\'m of diameter, produced in a special laboratory, is sensible to the determination of dissolved oxygen concentration gradient inside biological film, sufficient for the formation of anaerobic and aerobic regions in its interior, this information can be useful to the improvement of biofilm reactors, projected for the combined removal of organic matter and nutrients. However, when the definition of kinetic parameters or mass transference is intended more strictness must be applied when choosing the locals for microsensor application, where the effects of the microbial aggregate heterogeneity is reduced in the adjustment of the mathematical modeling applied to the experimental points.

Introducción: La Escala de Alvarado y Proteína C reactiva (PCR), son pruebas usadas para el diagnóstico de apendicitis aguda. Dicha patología presenta una prevalencia del 7% en el área de emergencia hospitalaria. El objetivo del presente estudio es comparar la sensibilidad y especificidad de la escala de Alvarado y PCR contra los resultados de la escala propiamente dicha con la finalidad de demostrar si existe aporte del PCR para el diagnóstico de apendicitis aguda. Métodos: Estudio transversal para pruebas diagnósticas. Se trabajó con historias clínicas de pacientes con abdomen agudo más sospecha diagnóstica de apendicitis aguda atendidos en emergencia quirúrgica en el Hospital Suárez Angamos, entre los meses de marzo y octubre del 2015. Se evaluó criterios de la Escala de Alvarado y valor de PCR de forma individual y en conjunto tomando como prueba de oro el resultado de anatomía patológica para el diagnóstico de apendicitis aguda. Resultados: Se obtuvo un total de 449 pacientes, se excluyeron pacientes que no cumplían con los criterios de inclusión quedando con un total de 263 pacientes. Para la escala de Alvarado se obtuvo una sensibilidad del 72.7% y especificidad de 27.9%, la evaluación del PCR halló una sensibilidad de 40% y especificidad de 65.1% y en caso de ambas pruebas en conjunto la sensibilidad fue de 81,8 y especificidad de 18.6% para valor de 1 punto y sensibilidad de 85.5% y especificidad de 18.6% para valor de 2 puntos. Conclusiones: Al agregar PCR a la Escala de Alvarado mejora la sensibilidad de la misma en caso de pacientes con sospecha diagnóstica de apendicitis aguda pero esta no es suficientemente alta para considerar el uso del PCR dentro de la escala de Alvarado.
Introduction: The Alvarado Scale and C-reactive Protein (CRP) are tests used for the diagnosis of acute appendicitis. This pathology presents a prevalence of 7% in the hospital emergency area. The objective of the present study is to compare the sensitivity and specificity of the Alvarado scale and CRP against the results of the scale itself in order to demonstrate if there is a contribution of CRP for the diagnosis of acute appendicitis. Methods: Cross-sectional study for diagnostic tests. We worked with clinical records of patients with acute abdomen plus diagnostic suspicion of acute appendicitis treated in a surgical emergency at Hospital Suárez Angamos, between March and October of 2015. We assessed the Alvarado Scale criteria and CRP value individually and jointly taking as a gold test the result of pathological anatomy for the diagnosis of acute appendicitis. Results: A total of 449 patients were appointed to conduct this study. Moreover, patients who did not meet the inclusion criteria were excluded, leaving a total of 263 patients. For the Alvarado scale, a sensitivity of 72.7% and a specificity of 27.9% were obtained, the PCR evaluation found a sensitivity of 40% and specificity of 65.1% and in both cases the sensitivity was 81.8 and specificity Of 18.6% for a value of 1 point and sensitivity of 85.5% and specificity of 18.6% for a value of 2 points. Conclusions: when PCR is added to the Alvarado Scale, it improves the sensitivity of the latter in the case of patients with suspected diagnosis of acute appendicitis.
Tesis

Avaliou-se a influência da recirculação da fase líquida e do regime de alimentação em reator anaeróbio no tratamento de esgoto sanitário. Utilizou-se um reator anaeróbio operado em bateladas seqüenciais, contendo biomassa imobilizada (ASBBR), em escala piloto, com volume total de 1,2 \'M POT.3\' (\'fi\' 1,0 m e altura 1,53 m). O leito suporte para a imobilização da biomassa era constituído por matrizes cúbicas de espuma de poliuretano, com 5 cm de aresta, confinadas em cesto de aço inox 304, colocado no interior do reator. A influência da recirculação da fase líquida sobre o desempenho do ASBBR quanto à remoção de matéria orgânica e quanto ao arraste de sólidos foi avaliada submetendo-se o reator às velocidades ascensionais de 1,27; 3,82; 7,64 e 10,18 m/h resultantes das diferentes vazões de recirculação impostas. Contrariamente ao observado em pesquisas anteriores em reatores operados em escala de bancada e alimentados com água residuária sintética, não houve aumento significativo da eficiência do reator com o aumento da velocidade ascensional no tratamento de esgoto sanitário. A influência do regime de alimentação de esgoto sanitário no desempenho do ASBBR foi avaliada submetendo-se o reator a tempos de enchimento correspondentes a 0,25 e 0,5 do tempo total de ciclo, utilizando-se a vazão de recirculação de 6 \'M POT.3\'/h, que foi a que apresentou os melhores resultados nos ensaios anteriores. Concluiu-se que o reator pode ser operado sob batelada alimentada com duração de até 0,5 tempo de ciclo, sem que seu desempenho seja significativamente alterado. Esse resultado é importante, pois representa que o sistema de tratamento composto por reatores ASBBR pode ser projetado com número menor de reatores. A fim de esclarecer dúvidas sobre o desempenho do ASBBR observado no tratamento de água residuária de composição complexa (esgoto sanitário), o reator foi alimentado com água residuária facilmente degradável (etanol). O desempenho do reator foi aquém do esperado, mesmo quando alimentado com composto de fácil degradação. Os ensaios de atividade metanogênica específica (AME) demonstraram que houve decréscimo dos valores de AME com o aumento da velocidade ascensional. Os valores obtidos foram 0,0632; 0,0509; 0,0248 e 0,0299 g DQO-CH4/(g STV.d), respectivamente, para os valores de Va de 1,27; 3,82; 7,64 e 10,19 m/h. Concluiu-se que a baixa eficiência de remoção de matéria orgânica deveu-se ao abaixamento progressivo da atividade metanogênica do lodo, cujas causas não puderam ser completamente esclarecidas nesta pesquisa.
The influence of the liquid phase recirculation and the feeding regimen on the performance of an anaerobic sequencing batch reactor containing immobilized biomass (ASBBR) applied for the treatment of domestic sewage was evaluated. Biomass immobilization was provided by a basket containing cubic polyurethane foam matrices (5 cm side) inside the 1.2 \'M POT.3\' (1.0 m diameter and 1.53 m height) pilot-scale reactor. The influence of the liquid phase recirculation on the reactor performance in respect to organic matter and solids wash-out was verified by subjecting the reactor to a wide range of up flow velocities (1.27; 3.82; 7.64 and 10.18 m/h) resulting from different recirculation flow rates imposed. The increase of the up flow velocity did not increase the efficiency of the pilot reactor as expected. This result contradicts those obtained with bench-scale ASBBR experiments treating synthetic wastewaters. The influence of the feeding regimen was verified by subjecting the reactor to feeding times correspondent to 0.25 and 0.50 of the total cycle time, at the recirculation flow rate of 6 \'M POT.3\'/h. It could be concluded that the reactor can be operated at the feeding batch mode up to 0.5 of the cycle time. This result is important for full scale applications considering that a treatment system composed of ASBBR reactors can be designed using a lower number of units. In order to clear some aspects related to the limited performance of the ASBBR reactor treating a complex wastewater (sewage), the reactor was subjected to an easily degradable wastewater (ethanol). However, the performance was not improved even when the reactor was treating an easily degradable compound. The results from the specific methanogenic activity (SMA) demonstrated a decrease on the values of SMA with the increase of the up flow velocity. The values of SMA were 0.0632; 0.0509; 0.0248 and 0.0299 g DQO-CH4/(g STV.d) for the Va of 1.27; 3.82; 7.64 and 10.19 m/h respectively. It could be concluded that the low efficiency obtained for organic matter removal was due mainly to the progressive decrease of the sludge methanogenic activity. The causes for that behaviour could not be completely explained in this research. It could be concluded that the reactor performance was iv clearly limited by the low productivity of the methanogenic populations present in the biomass.

O estudo dos mecanismos que desencadeiam as reações alérgicas é um tema de grande interesse científico na atualidade. A anafilaxia, reação alérgica sistêmica severa, tem ocupado um lugar de destaque nas pesquisas. Diferentes experimentos em laboratório, tanto in vivo quanto in vitro, assim como diferentes modelos matemáticos baseados nos resultados experimentais, têm procurado investigar a participação ou não dos mastócitos nesse mecanismo. No entanto, os resultados obtidos não são conclusivos, dividindo a comunidade científica em dois grupos: os que consideram determinante o papel dos mastócitos responsáveis pela liberação de histamina e os que consideram que a histamina não é o neurotransmissor determinante na reação anafilática. Trabalhos anteriores propuseram modelos diferenciais para simular processos relacionados com a reação anafilática na escala celular para o mecanismo de geração de potencial na membrana das células. Mais recentemente foi proposto, a nível de tecido, um modelo probabilístico para simular a resposta in vitro a antígenos. A nível de organismo têm sido propostos modelos de multi compartimentos para a cinética da histamina no fluido sanguíneo. Contudo, nenhum trabalho até o momento abordou a construção de um modelo capaz de descrever os processos que participam no mecanismo de reação anafilática nas diversas escalas. Neste trabalho propomos um modelo que integra as escalas celular e do tecido, que permite modelar experimentos in vitro, e que pode ser estendido para escala do organismo incluindo o fluxo sanguíneo para modelar experimentos in vivo. O modelo proposto integra o mecanismo de resposta elétrica a nível celular com o processo de reação-difusão da histamina e dos antígenos no tecido, considerando o mecanismo de reação mediado por mastócitos. Para integrar as duas escalas propomos uma relação constitutiva baseada em resultados experimentais da resposta mecânica (contração do tecido) a estímulos elétricos. Este modelo permite o desenho de novos experimentos especificamente direcionados ao estudo da reação anafilática, indicando os parâmetros a serem estimados. Utilizando-se o modelo proposto, foram realizadas simulações numéricas para uma ampla faixa de variação dos parâmetros visando identificar domínios com diferentes comportamentos do modelo. Uma análise dos resultados obtidos baseada em parâmetros adimensionais é apresentada.
The study of the mechanisms that set off allergic reactions is being a subject of great scientific interest. Anaphylaxis, severe systemic allergic reaction, occupies a prominence place in researches. Different laboratory experiments, in vivo as well as in vitro, and also different mathematical models based on experimental results, tries to investigate if mast cells takes part in those mechanisms or not. However, the obtained results are inconclusive, dividing the scientific community in two groups: one considering that mast cells have a prime role in releasing histamine, and another one which considers that histamine is not the determinative neurotransmitter in the anaphylactic reaction. Previous works proposed differential models to simulate processes related to anaphylactic reactions in the cellular scale for the cell membrane potential generation mechanism. More recently, it has been proposed a probabilistic model, in the tissue scale, to simulate an in vitro antigen response. In the organism level scale, multi-compartimental models have been proposed for the kinetics of histamine in the blood. Nevertheless, no work, until now, has proposed the construction of a model that is able to describe the processes that participate in the mechanism of anaphylactic reaction in different scales. In this work, a model is proposed that integrates the cellular and the tissue scales, allowing to model in vitro experiments, being capable to be extended to the organism scale by the inclusion of the blood flow to model in vivo experiments. The proposed model couples the electric response in the cellular level with the reaction-diffusion of histamine and antigens in the tissue, considering the reaction mechanism mediated by the mast cells. To integrate these two scales, it is proposed here a constitutive relation based on experimental results for the mechanical response (tissue contraction) to electric stimulus. This model allows to design experiments specifically related to the anaphylaxis reaction, indicating the parameters that should be estimated. With this model, numerical simulations have been performed for a wide variation range of the parameters to identify the different domains of the model. A dimensionless parameter based analysis is presented for the obtained results.

Estados Nucleares isoméricos são estados que decaem com vidas-médias longas ( T1/2 > 10 ns) e revelam, em geral, uma grande mudança no momento angular no seu decaimento, um pequeno elemento de matriz ou uma baixa energia de transição. Através da medida da vida-média de estados nucleares é possível obter informações sobre a função de onda desse estado, representando um teste rigoroso para modelos nucleares. Neste trabalho foi utilizado um sistema desenvolvido no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) da Universidade de São Paulo chamado SIStema para Medida de Estados Isoméricos (SISMEI), que utiliza coincidência atrasada entre partículas evaporadas numa reação nuclear e raios gama emitidos pelo estado isomérico. O SISMEI consiste de cintiladores plásticos para detecção das partículas, detectores de germânio hiperpuro (HPGe) e iodeto de sódio (NaI(Tl)) para raios gama, associados a uma eletrônica de coincidência, instalado no acelerador Pelletron (8UD) do LAFN. Neste trabalho, realizou-se um experimento para medir o estado isomérico 7(-) (E = 1229,87(4) keV) do 68Ga. A tomada de dados durou cerca de 80 horas com uma taxa de eventos de aproximadamente 80000 contagens por hora. O resultado obtido foi T 1/2 = 60, 8(11) ns, que é compatível com os resultados experimentais de outros trabalhos, porém, mais preciso. A estrutura desse núcleo foi calculada através do Modelo de Camadas em Larga Escala considerando-se duas interações residuais diferentes FPG e JUN45; os resultados foram comparados entre si, juntamente com os valores obtidos em outros trabalhos. Os cálculos realizados com o Modelo de Camadas reproduziram relativamente bem a energia e a ordem dos estados excitados do 68Ga, a interação FPG conseguiu descrever melhor a probabilidade de transição quadrupolar elétrica B(E2) diretamente ligada à vida-média do estado.
Isomeric nuclear states are nuclear states which decay with long lifetimes (T1/2 > 10 ns); their study generally reveals, a large change in angular momentum in its decay, a small matrix element or a small transition energy. By measuring lifetimes of isomeric states it is possible to obtain information about this states wave function, being a robust test for nuclear models. In this work, a system developed at the Laboratório Aberto de Fsica Nuclear (LAFN) of University of São Paulo called System for the Measurement of Isomeric States (SISMEI) was utilized. Delayed coincidence between evaporated particles in a nuclear reaction and the delayed gamma-rays emitted from the isomeric state was used to measure lifetimes. SISMEI is composed of plastic scintillators for particle detection, hiperpure germanium detectors (HPGe) and sodium iodide (NaI(Tl)) for gamma-ray detection, coupled to a coincidence system, located on 30A beam line of the Pelletron (8UD) accelerator - LAFN. In the present work, an experiment to measure the 7 (-) (E = 1229.87(4) keV) isomeric state of 68Ga was performed. The experiment took about 80 hours with an event rate of about 80000 counts per second. The measured value was T 1/2 = 60.8(11) ns, which is compatible, but more accurate, with experimental results of other authors. The nuclear structure of this nucleus was calculated with the Large Scale Shell Model by using two different residual interactions FPG and JUN45; the results were compared with the known values. The structure calculated with LSSM described the energy states and the order of excited states relatively well; the FPG interaction was capable to describe better the quadrupolar electrical transition probability B(E2), which is direct related to predicting the state lifetime.

The collision probability approach to neutron transport can be used to obtain the energy-dependent neutron spectrum in nuclear reactor systems as well as other quantities of interest. This method makes the approximation that the neutron distribution is constant within homogeneous regions, or cells, in the system. This assumption restricts geometries that can be modeled by the collision probability approach. The geometry modeled is typically an infinite lattice of two homogeneous cells: a fuel pin cylinder and the coolant that surrounds it. The transport of neutrons between the homogeneous cells is done using probabilities describing the chance that a neutron having a collision in one cell has its next collision in another cell. These collision probabilities can be cast in terms of escape and transmission probabilities for each cell. Some methods exist that extend the collision probability approach to systems composed of more than two homogeneous cells. In this work, we present a novel collision probability method, based on previous work by Schneider et al. (2006a), for an arbitrary number of cells. The method operates by averaging the transmission probabilities across cells of the same shape, and thus assumes a certain level of homogeneity across all cells. When using multigroup cross sections, which the collision probability approach requires, it is necessary to consider the effect that a system's geometry and composition has on those multigroup cross sections. The cross sections must be computed in a way that accounts for the resonance self-shielding that may reduce the reaction rates in the resonance region. The process of developing self-shielded cross sections in a heterogeneous system utilizes an escape cross section. We compute this escape cross section using the same collision probabilities used to obtain the energy spectrum. Results are presented for simple two-cell systems, and preliminary results for four-cell simulations are also given. An extension to the method is provided that accounts for the fact that in thermal systems the assumption of homogeneity is not always valid.
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