Eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra / Efficiency of a brackish water desalination pilot system

RESUMO Com a escassez da disponibilidade de água doce e o aumento da demanda de água no mundo e no Brasil, uma das alternativas são os sistemas de dessalinização de água, que removem os sais das águas salobra ou salgada. Este estudo teve como objetivo avaliar a eficiência de um sistema piloto de dessalinização de água salobra a qual foi obtida a partir da mistura de águas do mar e de rio até atingir concentração de sólidos dissolvidos totais (SDT) de 1.500 mg.L-1. O sistema piloto de dessalinização, com capacidade de 1,0 m3.h-1, é composto de ultrafiltração (UF) e abrandamento como pré-tratamento à osmose reversa (OR). Foram realizadas análises de qualidade da água na entrada e saída das unidades de tratamento relativas a SDT, condutividade elétrica, turbidez, pH, cor aparente, alcalinidade, dureza total, cálcio, magnésio, cloreto, sulfato e temperatura. Foram avaliadas a pressão osmótica, o fluxo de filtração e a taxa de recuperação de água no sistema de OR. Com os resultados obtidos, conclui-se que a eficiência de remoção de SDT e condutividade foi de 99%. A UF foi eficiente na remoção de turbidez, enquanto a OR apresentou maiores eficiências de remoção de sais. O sistema piloto de tratamento foi capaz de remover todos os parâmetros estudados. A taxa de recuperação na OR foi de 74,64%.

ABSTRACT Considering the shortage of fresh water availability and an increased demand for water in the world, including Brazil, one of the alternatives for water supply are water desalination systems, which remove salts from brackish or seawater. The objective of this study was to evaluate the efficiency of pilot water desalination system treating brackish water which was obtained mixing fresh water and seawater up to reach 1,500 mg L-1 of total dissolved solids (TDS) concentration. The pilot desalination plant with production capacity of 1.0 m3 h-1 is composed of ultrafiltration (UF) and softener working as a pre-treatment to reverse osmosis (RO). Experiments were performed to analyze some water quality parameters as TDS, electrical conductivity, turbidity, pH, apparent color, alkalinity, total hardness, calcium, magnesium, chlorides, sulfates, and temperature. Osmotic pressure, filtration flow and water recovery rate were also measured for the RO. Analyzing the result obtained, it can be concluded that the efficiency of TDS removal and conductivity were 99%. UF was efficient in removing turbidity, whereas RO reached higher salt removal efficiencies. The pilot plant system could remove all water quality parameters studied. Recovery rate in RO was 74.64%.

The measurement of serum osmolality and its application to clinical practice and laboratory: literature review / A medida da osmolalidade sérica e sua aplicação na prática clínica e laboratorial: revisão da literatura

ABSTRACT Introduction: Serum osmolality is an essential laboratory parameter to understand several clinical disorders such as electrolyte disturbances, exogenous intoxication and hydration status. Objective: This study aims to update knowledge about the osmolality examination through research papers published to date. Materials and methods: The survey was conducted on PubMed database. It highlights main concepts, both historical and physiological aspects, and the clinical applications of the serum osmolality test. In addition, an extensive survey of formulas for the serum osmolality calculation was conducted. Discussion: The measurement of serum osmolality is relevant in changes in intracellular and extracellular balance, as a trusted and valuable indicator of solute concentration in the blood. The mathematical equations for serum osmolality calculation acquire relevance in health services where serum is not available, and situations in which calculation of the osmolal gap is necessary, but the variability of the formulas is a significant bias. Conclusion: The measurement of serum osmolality is useful in cases of dehydration, sodium and potassium disorders, glucose alteration, exogenous poisoning, adrenal insufficiency, neurological injury, physical exercise and others.

RESUMO Introdução: A osmolalidade sérica constitui um parâmetro laboratorial importante para compreensão de diversas desordens clínicas, como os distúrbios eletrolíticos, as intoxicações exógenas e o status de hidratação. Objetivo: Este trabalho visa atualizar os conhecimentos acerca do exame de osmolalidade por meio da pesquisa de artigos científicos publicados até a presente data. Materiais e métodos: A pesquisa foi realizada no banco de dados do PubMed. Este artigo de atualização aborda os principais conceitos, aspectos históricos, aspectos fisiológicos e aplicações clínicas do exame de osmolalidade sérica. Foi também realizado um levantamento das diferentes fórmulas propostas para o cálculo da osmolalidade sérica. Discussão: A medida da osmolalidade sérica é pertinente nas alterações do equilíbrio intra e extracelular, sendo um bom indicador para avaliar as concentrações de solutos no sangue. As fórmulas matemáticas para o cálculo da osmolalidade sérica são úteis quando a medida laboratorial não está disponível, bem como nas situações em que o cálculo do gap osmolal se faz necessário, mas a variabilidade das fórmulas é um viés significativo. Conclusão: A medida da osmolalidade sérica é útil na avaliação de diversas condições clínicas, como na desidratação, nos distúrbios dos íons sódio e potássio, nas disglicemias, nas intoxicações exógenas, na insuficiência adrenal, nas lesões neurológicas, nos exercícios físicos, entre outras.

Avaliação da nanofiltração e da osmose inversa na remoção de carbofurano em águas de abastecimento / Evaluation of nanofiltration and reverse osmosis membranes on removal of carbofuran in drinking waters

RESUMO: A complexidade físico-química de micropoluentes, como os defensivos agrícolas, exige o uso de tecnologias avançadas de tratamento de água para abastecimento. O objetivo deste estudo foi avaliar a remoção de carbofurano em nível de bancada (batelada) utilizando membranas comerciais de nanofiltração (NF90 - DowFilmtec (r)) e osmose inversa (HR - Koch Membrane Systems(r) ). Nos experimentos foi avaliada a influência da qualidade da matriz de alimentação (água ultrapura, bruta e pré-tratada) contendo carbofurano (50 µgL-1), e da pressão de operação (8 e 15 bar para a NF90 e 15 e 30 bar para a HR). Para a NF90, com a matriz de água ultrapura, as eficiências de remoção foram inferiores (89,8%), porém o fluxo permeado foi superior (132,1 Lm-2h-1) àquelas obtidas com a matriz de água bruta (98,4% - 94,7 Lm-2h-1) e água pré-tratada (95,2% - 95,3 Lm-2h-1) para a pressão de 15 bar. Para a membrana HR, remoções relativamente superiores foram observadas para a pressão de 30 bar para as três matrizes, com a água bruta apresentando os melhores resultados (99,7% - 49,7 Lm-2h-1). Concluiu-se, portanto, que o pré-tratamento da água bruta não acarretou diferença significativa na remoção do carbofurano e não influenciou no fluxo de permeado de acordo com a metodologia adotada (baixo tempo de separação em batelada com recirculação).

ABSTRACT: The physicochemical complexity of micropollutants such as pesticides requires the use of advanced technologies of drinking water treatment. The main objective of this study was to evaluate the removal of carbofuran using commercial nanofiltration (NF90 - DowFilmtec(r)) and reverse osmosis (HR - Koch Membrane Systems(r)) membranes in a bench-scale system (batch operation). The effect of feed matrix quality (ultrapure water, raw water and pretreated water) with carbofuran (50 µgL-1) and the applied pressure (8 and 15 bar for NF90 and 15 and 30 bar for HR) were studied. For NF90, with ultrapure water matrix, the removal efficiencies were lower (89.4%), but the permeate flow was higher (132.1 Lm-2h-1) than those obtained with the raw water (98.4% - 94.7 Lm-2h-1) and pretreated water (95.2% - 95.3 Lm-2h-1) to 15 bar of pressure. For HR membrane relatively higher removals were observed for 30 bar of pressure for the three matrices, with a better behavior for raw water (99.7% - 49.7 Lm-2h-1). In accordance to the methodology adopted (low separation time in batch with recirculation), it can be concluded, therefore, that the pretreatment of raw water did not caused significant difference in carbofuran removal and did not influenced the permeate flux.

Choroidal thickness variation in highly myopic eyes during the water drinking test / Variação da espessura de coroide em olhos alto míopes durante o teste de sobrecarga hídrica

ABSTRACT Purpose: To evaluate variations in choroidal thickness (CT) during the water drinking test (WDT) in emmetropic eyes (EE) and highly myopic eyes (ME) using spectral-domain optical coherence tomography (SD-OCT). Methods: Clinical trial performed at a tertiary care hospital comprising 30 randomly selected eyes. The WDT and SD-OCT macular scans were performed 10 and 45 min after water ingestion in 15 myopic and 15 EE of 15 healthy patients in each group. Primary study outcomes were average macular CT measured by SD-OCT and intraocular pressure (IOP) during the WDT. Results: The mean spherical equivalent refraction was 0.15 ± 0.24 D in emmetropic and -7.1 ± 1.75 D in ME (p<0.001). No statistical differences between EE and ME were observed during the WDT response. EE had higher CT compared with ME at the fovea (361.4 ± 55.4 vs 257.9 ± 95.3; p<0.001), 3 mm nasal to the fovea (158.0 ± 71.8 vs 122.5 ± 54.5; p =0.047), and 3 mm temporally to the fovea (310.6 ± 52.4 vs 247.6 ± 90.1; p=0.05). Regarding CT variation, significant differences in foveal CT at 10 min after water ingestion were observed in both EE and ME, with no statistically significant difference observed between groups. A moderate correlation between IOP peak during the WDT and CT was demonstrated in ME (r=0.52; p=0.04). Conclusions: No statistically significant differences in CT variation during the WDT were observed between EE and ME, indicating similar behavior of the choroidal bed during the WDT in both groups. Further, CT was thinner in highly ME, with CT variation unable to explain elevations in IOP observed during the WDT.

RESUMO Objetivo: Avaliar a espessura de coroide (EC) e sua variação durante o teste de sobrecarga hídrica (TSH) em olhos emétropes (EE) e míopes (ME) utilizando a tomografia de coerência óptica Spectral-Domain (SD-OCT). Métodos: Ensaio clinico realizado em um hospital terciário. 30 olhos selecionados randomizadamente, 15 míopes e 15 emétropes de 15 pacientes em cada grupo foram submetidos ao TSH e scans maculares com SD-OCT realizados 10 e 45 minutos após a ingestão de água. Os principais resultados avaliados foram média da EC na região macular pelo SD-OCT e pressão intraocular (PIO) durante o TSH. Resultados: O equivalente esférico médio foi de 0.15 ± 0.24 dioptrias em emétropes e -7,1 ± 1,75 dioptrias nos olhos míopes (p<0,001). Não foram encontradas diferenças estatísticas durante a resposta ao TSH entre EE e ME. EE apresentaram maior EC em comparação com ME, tanto na região foveal (361,4 ± 55,4 vs 257,9 ± 95,3; p<0,001), 3 milímetros nasal à fóvea (158,0 ± 71,8 vs 122,5 ± 54,5; p=0,047) e 3 mm temporal à fóvea (310,6± 52.4 vs 247,6 ± 90,1; p=0,05). Em relação à variação da EC, diferenças estatisticamente significativas foram demonstrados na região foveal, 10 minutos após a ingestão de água em ambos EE e ME, sem diferenças entre os grupos. Moderada correlação entre pico de PIO durante o TSH e EC foi demonstrada em ME ( r=0,52; p=0,04). Conclusão: A diferença na variação da EC provocada pelo TSH não foi estatisticamente diferente entre olhos emétropes e míopes, o que sugere um comportamento semelhante da coroide nestes dois grupos quando submetidos ao TSH. Além disso, a EC é mais fina nos olhos alto míopes, e a variação na EC não explica o aumento da PIO durante o TSH.

Reaproveitamento do concentrado gerado por sistema de tratamento de água por osmose reversa em uma clínica de hemodiálise / Reuse of concentrate generated from hemodialysis clinic water treatment reverse osmosis

RESUMO: O principal tratamento à doença renal crônica no Brasil, segundo o Censo Brasileiro de Nefrologia de 2013, é a hemodiálise, para a qual é necessária a utilização de água purificada em acordo com a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e com os padrões internacionais do FDA, Food and Drugs Adminstration e da Association for Advancement of Medicine Instrumentation (AAMI). Para atender aos parâmetros estabelecidos, utiliza-se processo de purificação por osmose reversa (OR), onde ocorre a separação do afluente, através da membrana semipermeável, restando de um lado a água purificada e do outro lado o concentrado. O presente estudo visa abordar a viabilidade qualitativa e quantitativa do reaproveitamento deste concentrado, através de estudo de caso em unidade de OR instalada em uma clínica de hemodiálise na cidade de Curitiba. Foi realizada a avaliação experimental, através de análises físico-químicas e microbiológicas do concentrado, buscando atender as quatro classes de reuso sugeridas pela ABNT NBR 13969/97. Também foram analisados os parâmetros amônia, cloreto, cloro residual livre, dureza e ferro totais, fluoreto, nitratos, nitritos, sulfatos, sólidos totais dissolvidos e coliformes totais e comparados com o padrão de potabilidade. O volume de concentrado foi medido através do uso de hidrômetros em pontos estratégicos. Observou-se que a clínica reaproveita cerca de 23% do concentrado. Os resultados obtidos atendem às quatro classes de reuso, porém deve-se observar o parâmetro fluoreto cujo valor mostrou-se igual ao limite imposto pela norma de água potável.

ABSTRACT: According to the 2013 Brazilian Nephrology Census, the main chronic kidney disease treatment in Brazil is the hemodialysis, for which the use of purified water is needed according to the Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), the international standards from Food and Drug Administrations (FDA) and the Association for Advancement of Medicine Instrumentation (AAMI). The reverse osmosis process (RO) is used to achieve the established parameters where the feed is separated through a semipermeable membrane resulting in purified water in one side and the concentrate in the other one. The present study aims to evaluate the quantitative and the qualitative viability of reusing this concentrate through a case study in a Hemodialysis Clinic RO unit in the City of Curitiba. An experimental evaluation was carried out using the physical, chemical and microbiological analysis of the concentrate seeking to meet the four reuse classes according to ABNT NBR 13969/97. Also, the following parameters were analyzed according to the drinking pattern: ammonia, chloride, free chlorine, total hardness, total iron, fluoride, nitrates, nitrites, sulfates, total dissolved solids and total coliforms. The concentrate volume was measured through hydrometers at strategic points. A concentrate reuse of about 23% by the clinic was observed. The achieved results meet the four classes of reuse, but it was observed that the fluoride parameter result was equal to the drinking water standard limit.

Avaliação clínica de formulação de efeito osmótico na redução da sintomatologia pós-queimaduras superficiais: estudo-piloto / Clinical evaluation of a formulation with osmotic effect in reducing symptoms after superficial burns: a pilot study

Introdução: Introdução: O tratamento das queimaduras superficiais é basicamente sintomático, visando reduzir o desconforto dos sinais e sintomas e promover a reparação cutânea. Alguns estudos vêm sendo desenvolvidos avaliando os mecanismos de ação osmótica no processo inflamatório. Formulações com ação osmótica têm a capacidade de reduzir o exsudato inflamatório, diminuindo a sintomatologia e mesmo o risco de infecções. Objetivo: Avaliar a ação de um hidrogel de ação osmótica de uso tópico na diminuição da sintomatologia da queimadura superficial, considerada de primeiro grau. Método: Foram avaliados 35 pacientes com quadro de queimadura de primeiro grau. O produto teste foi aplicado na área lesada como monoterapia, sendo analisados sintomas (ardência e/ou queimação) e sinais (eritema e edema), por questionário e avaliação clínica, em cinco, 15 e 30 dias. Para a avaliação do efeito restaurador da barreira cutânea, foram realizadas medidas de perda de água transepidérmica. Resultados: Trinta e três pacientes terminaram o estudo; não houve reações adversas; a redução dos sintomas e sinais foi significativa (p<0,001); a recuperação completa da barreira cutânea foi registrada ao final do estudo. Conclusão: O produto avaliado demonstrou eficácia na redução de sinais e sintomas decorrentes de queimaduras superficiais, exibindo perfil de segurança adequado.

Introduction: The treatment of superficial burns is largely symptomatic, aimed at reducing the discomfort arising from the signs and symptoms and promoting skin repair. Some studies have evaluated the osmotic action mechanisms in the inflammatory process. Formulations with osmotic action can decrease the inflammatory exudate, which reduces the symptoms and even the risk of infections. Objective: To evaluate the action of an osmotic action hydrogel for topical use in reducing the symptoms of a superficial, first-degree burn. Method: Thirty-five patients with signs of first-degree burn were evaluated. The study product was applied on the injured area as a monotherapy. The analysis of symptoms (burning sensation), signs (erythema and edema), and clinical evaluation questionnaire were conducted after 5, 15, and 30 days, respectively. To evaluate the skin barrier's restorative effect, transepidermal water loss measurements were also carried out. Results: Thirty-three patients completed the study. There were no adverse reactions. The reduction of symptoms and signs was significant (p <0.001).The complete recovery of the skin barrier was observed at the end of the study. Conclusion: The study product was effective and safe in reducing the signs and symptoms resulting from superficial burns.

Estudo da potencialidade de reuso da água descartada em sistema de purificação de água usada em tratamentos por hemodiálise / Study of the reuse potentiality of the discarded water in water purification system to hemodialysis treatments

A qualidade da água utilizada em tratamentos por hemodiálise é fundamental para a redução dos riscos à saúde dos pacientes que necessitam deste recurso terapêutico. Uma vez que várias fontes podem contaminar os mananciais de abastecimento, a água usada em aparelhos de hemodiálise deve ser purificada e submetida a um controle da qualidade rigoroso, desde o ponto da sua entrada nas clínicas de hemodiálise até o seu uso. Durante o processo de purificação, cerca de 40% dessa água é descartada. Visando o uso racional dos recursos hídricos, estudou-se a potencialidade do uso das águas descartadas durante a purificação das águas usadas em tratamentos por hemodiálise. Para isso foram determinadas as vazões descartadas e as amostras de água de descarte foram analisadas no Laboratório de Saneamento da Universidade Federal de Itajubá (LabSan/UNIFEI) com relação aos seguintes parâmetros: alcalinidade, condutividade, dureza, pH, sólidos totais, sólidos voláteis totais e turbidez. Com a realização deste estudo, verificou-se que em média 6.250 litros por dia de água são descartados na Clínica de Nefrologia e Hipertensão de Itajubá e que, ao invés de serem descartadas, estas águas podem ser usadas para diversas finalidades como, por exemplo, em lavanderia e limpezas em geral, dentre outros usos.

The quality of the water used in treatments for hemodialysis is crucial for the reduction of risks on patients who need this therapeutic approach. As several sources can contaminate the water supply, the water used in hemodialysis devices must be purified and submitted to a rigorous control of quality, from the point of its entrance at hemodialysis clinics until its use. During the purification process, approximately 40% of this water is discarded. Aiming the rational use of the water resources, the potentiality of the use of discarded waters was studied during the purification process used in hemodialysis facilities. For this, the discarded outflows were measured and the discarded water samples were analyzed in the Sanitation Laboratory of the Federal University of Itajubá (LabSan/UNIFEI) with regard to the following parameters: alkalinity, conductivity, hardness, pH, total solids, total volatile solids and turbidity. In this study, it was verified that 6,250 liters per day on average of water are discarded at the Nephrology and Hypertension Clinical of Itajubá and that, instead of being discarded, these waters could be used for several purposes as, for example, in laundry and general cleaning, among others.

Biaxial testing of canine annulus fibrosus tissue under changing salt concentrations

The in vivo mechanics of the annulus fibrosus of the intervertebral disc is one of biaxial rather than uniaxial loading. The material properties of the annulus are intimately linked to the osmolarity in the tissue. This paper presents biaxial relaxation experiments of canine annulus fibrosus tissue under stepwise changes of external salt concentration. The force tracings show that stresses are strongly dependent on time, salt concentration and orientation. The force tracing signature of are sponse to a change instrain, is one of a jumpin stress that relaxes partly as the new strain is maintained. The force tracing signature of a stepwise change in salt concentration is a progressive monotonous change in stress towards a new equilibrium value. Although the number of samples does not allow any definitive quantitative conclusions, the trends may shed light on the complex interaction among the directionality of forces, strains and fiber orientation on one hand, and on the other hand, the osmolarity of the tissue. The dual response to a change in strain is understood as an immediate response before fluid flows in or out of the tissue, followed by a progressive readjustment of the fluid content in time because of the gradient in fluid chemical potential between the tissue and the surrounding solution.

A mecânica in vivo do anel fibroso do disco intervertebral é baseada em carregamento biaxial ao invés de uniaxial. As propriedades materiais do anel estão intimamente ligadas à osmolaridade no tecido. O artigo apresenta experimentos de relaxação biaxiais do anel fibroso de um tecido canino sob mudanças abruptas na concentração externa de sal. A assinatura da força devido à mudança brusca de salinidade resulta em uma progressiva e monótona mudança na tensão em direção a um novo valor de equilíbrio. Embora o número de amostras não permita nenhuma conclusão quantitativa, as tendências podem abrir uma luz no entendimento das interações complexas na direção das forças, deformações e orientação das fibras por um lado e a osmolaridade do tecido por outro lado. A resposta dual devido à uma mudança na deformação é compreendida como uma resposta imediata antes do fluido escoar para dentro ou para fora do tecido, seguido de uma progressiva readaptação da quantidade de fluido notempo devido ao gradiente do potencial químico entre o tecido e a solução externa.

A model for coupled electro-hydro-mechanical processes in fine grained soils accounting for gas generation and transport

A theoretical and numerical model is developed for the quantitative analysis of coupled processes taking place in active waste containment systems, such as electrokinetic barriers or fences, in which alow intensity DC current is circulated across the clay barrier to move polar and non-polar contaminants. A novel feature of the proposed approach is the allowance for the presence of air in the pore space. Under unsaturated conditions, all transport coefficients involved in the electrokinetic process are strongly dependent on the degree of saturation of pore liquid. In order to assess the predictive capability of the proposed theory and to appreciate the impact of gas production at the electrodes, a series of numerical simulations of simple onedimensional electrokinetic tests have been performed. The results of the simulations compare reasonably well with data obtained from laboratory experiments performed on an illitic clayey silt. The numerical results indicate that the impact of gas production at the electrodes can be significant, even in low-intensity and short-duration treatments.

Um modelo teórico e computacional é desenvolvido para a análise quantitativa de processos acoplados que tomam lugar em sistemas de contenção de lixo tais como barreiras ou grades eletrocinéticas no qual uma DC corrente de baixa intensidade é circulada através da barreira de argila para movimentar contaminantes polares e não polares. Uma nova característica da abordagem proposta é permitir a presença de ar nos poros. Sob condições não saturadas todos os coeficientes de transporte envolvidos nos processos eletrocinéticos são fortemente dependentes do grau de saturação do líquido. Com o objetivo de avaliar a capacidade do modelo proposto de predizer e de apreciar o impacto da produção de gás nos eletrodos uma série de simulações numéricas foi realizada em testes eletrocinéticos simples unidimensionais. Os resultados das simulações concordam razoavelmente bem com dados experimentais obtidos em experimentos de laboratório realizados em argilas. Os resultados numéricos indicam que o impacto da produção de gás nos eletrodos pode ser significativo mesmo em tratamentos de baixa intensidade e curta duração.

Incorporating electrokinetic effects in the porochemoelastic inclined wellbore formulation and solution

The porochemoelectroelastic analytical models and solutions have been used to describe the response of chemically active and electrically charged saturated porous media such as clays, shales, and biological tissues. However, these attempts have been restricted to one-dimensional consolidation problems, which are very limited in practice and not general enough to serve as benchmark solutions for numerical validation. This work summarizes the general linear porochemoelectroelastic formulation and presents the solution of an inclined wellbore drilled in a fluid-saturated chemically active and ionized formation, such as shale, and subjected to a three-dimensional in-situ state of stress. The analytical solution to this geometry incorporates the coupled solid deformation and simultaneous fluid/ion flows induced by the combined influences of pore pressure, chemical potential, and electrical potential gradients under isothermal conditions. The formation pore fluid is modeled as an electrolyte solution comprised of a solvent and one type of dissolved cation and anion. The analytical approach also integrates into the solution the quantitative use of the cation exchange capacity (CEC) commonly obtained from laboratory measurements on shale samples. The results for stresses and pore pressure distributions due to the coupled electrochemical effects are illustrated and plotted in the vicinity of the inclined wellbore and compared with the classical porochemoelastic and poroelastic solutions.

Modelos analíticos poroelásticos incluindo acoplamento químico e elétrico e soluções têm sido utilizados paradescrever a resposta de meios porosos saturados ativos química e eletricamente tais como argilas, folhelhos e tecidos biológicos. Entretanto tais tentativas têm sido restritas a problemas de consolidação unidimensional os quais exibem limitações na prática não constituindo exemplos realistas para validação de soluções numéricas. Este trabalho apresenta formulações gerais dos modelos poroelásticos lineares incluindo acoplamento químico e elétrico e apresenta a solução de um problema de estabilidade de um poço perfurado através de uma formação saturada quimicamente ativa e ionizada tal como um folhelho submetido a um estado tridimensional de tensão. A solução analítica para esta geometria incorpora o acoplamento entre a deformação do sólido e o fluxo simultâneo de fluido e íons induzido pelos gradientes de poro pressão, potencial químico e potencial elétrico sob condições isotérmicas. O fluido residente na formação é modelado como uma solução eletrolítica composta de um solvente e cátions e anions dissolvidos. A abordagem analítica integra na solução o uso quantitativo da capacidade de troca catiônica (CTC) comumente obtida por medidas experimentais em amostras de folhelhos. Os resultados obtidos para as distribuições de tensões e poro pressão devido ao acoplamento eletroquímico são ilustrados e plotados na vizinhança do poço inclinado e comparados com as soluções clássicas poroelásticas com acoplamento químico.

Electro-osmosis in kaolinite with pH-dependent surface charge modelling by homogenization

A new three-scale model to describe the coupling between pH-dependent flows and transient ion transport, including adsorption phenomena in kaolinite clays, is proposed. The kaolinite is characterized by three separate nano/micro and macroscopic length scales. The pore (micro)-scale is characterized by micro-pores saturated by an aqueous solution containing four monovalent ions and charged solid particles surrounded by thin electrical double layers. The movement of the ions is governed by the Nernst-Planck equations, and the influence of the double layers upon the flow is dictated by the Helmholtz-Smoluchowski slip boundary condition on the tangential velocity. In addition, an adsorption interface condition for the Na+ transportis postulated to capture its retention in the electrical double layer. Thetwo-scalenano/micro model including salt adsorption and slip boundary condition is homogenized to the Darcy scale and leads to the derivation of macroscopic governing equations. One of the notable features of the three-scale model is there construction of the constitutive law of effective partition coefficient that governs the sodium adsorption in the double layer. To illustrate the feasibility of the three-scale model in simulating soil decontamination by electrokinetics, the macroscopic model is discretized by the finite volume method and the desalination of a kaolinite sample by electrokinetics is simulated.

Neste artigo propomos um modelo em três escalas para descrever o acoplamento entre o fluxo eletroosmótico e o transporte de íons incluindo fenômenos de adsorção em uma caulinita. A argila é caracterizada por três escalas nano/micro e macroscópica. A escala microscópica é constituída por micro-poros saturados por uma solução aquosa contendo quatro íons monovalentes e partículas sólidas carregadas eletricamente circundadas por uma dupla camada elétrica fina. O movimento dos íons é governado pelas equações de Nernst-Planck e a influência da dupla camada sobre o fluxo aquoso é modelada por uma condição de contorno de deslizamento da componente tangencial do campo de velocidade (condição de Helmholtz-Smoluchowski). Além disso, uma condição de adsorção na interface fluido-sólido para os íons Na+ é postulada capturando a retenção do sódio na dupla camada elétrica. O modelo em duas escalas nano/micro incluindo a adsorção do sal e a condição de deslizamento da velocidade é homogeneizado levando a derivação das equações macroscópicas na escala de Darcy. Um dos aspectos inovadores do modelo em três escalas é a reconstrução da lei constitutiva para o coeficiente de partição que governa a adsorção do Na+ na dupla camada elétrica. Para ilustrar as potencialidades do modelo em três escalas na simulação da eletroremediação de solos argilosos, o modelo macroscópico é discretizado utilizando o método de volumes finitos no intuito de simular a dessalinização de uma amostra de caulinita por técnica de eletrocinética.

Água para hemodiálise no estado do Rio de Janeiro: uma avaliação dos dados gerados pelo programa de monitoramento da qualidade nos anos de 2006-2007 / Hemodialysis water in the state of Rio de Janeiro: an evaluation of data generated by the program for monitoring quality in the years 2006-2007

No presente estudo, avaliamos a distribuição percentual dos resultados de análises fiscais da água em relação ao perfil das unidades e ao cumprimento das exigências de controle e manutenção dos sistemas de tratamento.

Avaliação de tecnologias avançadas para o reúso de água em indústria metal-mecânica / Evaluation of advanced technologies for water reuse in mechanical industry

Com o objetivo de reduzir o consumo de água e o descarte do efluente tratado de uma indústria metal-mecânica foi proposta a avaliação técnica e econômica de cinco tecnologias de tratamento que pudessem proporcionar a reutilização do efluente. Foram levantados quatro locais para reúso e sugeridos critérios para cada um deles. Foi constatado que na adsor-ção com carvão ativado e na osmose reversa o efluente tratado por estes processos poderia ser reutilizado nos locais propostos e, com vazão de reúso de 2,5m³/h, os custos ficaram em US$ 1,14/m³ e US$ 1,70/m³ respectivamente. Para o ozônio e o dióxido de cloro, mesmo desinfetando o efluente, obteve-se apenas resultados satisfatórios, com custo de US$ 0,54/m³ e US$ 0,71/m³ respectivamente. Na coagulação/floculação todos os parâmetros analisados atenderam a dois locais de reúso, com exceção dos SDT e se obteve custo de US$ 1,57/m³

With the objective to reduce the water consumption and the discharge of effluents in a metal industry, a technical and economical evaluation of five treatment technologies was proposed in order to reuse the effluents. Four sites for water reuse were chosen and for each of them criteria were suggested. It was evidenced that in the adsorption with activated carbon and reverse osmosis the effluent treated by these processes could be reused and, with the flowrate projected of 2.5m³/h, the cost attained US$ 1.14/m³ and US$ 1.70/m³ respectively. For the ozone and chlorine dioxide, even so the effluent was disinfected, gave only satisfactory results and the cost attained US$ 0.54/m³ and US$ 0.71/m³ respectively. For the treatment with coagulation/flocculation, all the analyzed parameters were successful in two reuse places, with exception of the TDS. The cost for this technology attained US$ 1.57/m³