Abstract ZnWO4 crystallizes in a monoclinic wolframite-like structure, which has been studied for applications in heterogeneous photocatalysis for degradation, oxidation, and reduction of various contaminants. This type of tungstate has proved to be an efficient photocatalyst under both ultraviolet and visible light irradiation and, when ZnWO4 forms a heterostructure with other semiconductors or when it is doped with different ions, it has a great efficiency under sunlight irradiation. For instance, the optimization of ZnWO4 efficiency has been attained by its heterojunction with different semiconductors such as ZnO, one of the most used materials for this purpose, but also with other compounds such as BiOBr, FeWO4, TiO2, WO3, Bi2WO6, among others. In addition, doping ZnWO4 with the Ti4+, Bi3+, Ce3+, and Co2+ metal ions or with nonmetals (F- and N3-) can also increase the photocatalytic yield of the material. The photocatalytic properties of ZnWO4-based catalysts have been explored toward inorganic and organic molecules. However, among the variety of target molecules, organic pollutants such as methylene blue, methyl orange, and rhodamine B dyes appear as the most investigated in studies involving photocatalysis in the presence of ZnWO4. In our review, we summarize important literature works, highlighting the advancement in photocatalysis using ZnWO4.

Abstract The performance of quantum computers today can be studied by analyzing the effect of errors in the result of simple quantum algorithms. The modeling and characterization of these errors is relevant to correct them, for example, with quantum correcting codes. In this article, we characterize the error of the five qubits quantum computer ibmqx4 (IBM Q), using a Deutsch algorithm and modeling the error by Generalized Amplitude Damping (GAD) and a unitary misalignment operation.

Resumo Este trabalho apresenta um recurso didático experimental em alternativa aos clássicos experimentos para verificação da lei de Hooke e daqueles que utilizam sensores eletrônicos para o estudo de forças atuantes em estruturas estáticas. Desenvolvemos uma maquete de uma estrutura típica em treliças triangulares simples para pontes, com molas acopladas em cada barra da estrutura. Com essa maquete, é possível explorar as potencialidades para a obtenção de resultados qualitativos e quantitativos sobre as forças que atuam nas barras da estrutura. As molas acopladas às barras da estrutura tem o propósito de nos permitir a visualização do comportamento de compressão ou tração e obter dados por medição direta das forças axiais atuantes em cada barra utilizando a lei de Hooke. Comparamos os valores experimentais das forças axiais de cada barra por medição direta com os resultados obtidos pelo método dos nós. Os resultados qualitativos e quantitativos dessa comparação indicam a viabilidade da utilização da maquete para fins didáticos.

Abstract This work presents an experimental teaching resource as an alternative to the classic experiments to verify Hooke's law and those that use electronic sensors to study forces acting on static structures. We developed a model of a typical structure in simple triangular trusses for bridges, with springs attached to each member of the structure. With this model, it is possible to explore the potential for obtaining qualitative and quantitative results on the forces acting on the members of the structure. The springs coupled to the structure's bars have the purpose of allowing us to visualize the compression or traction behavior and obtain data by direct measurement of the axial forces acting on each member using Hooke's law. We compare the experimental values of the axial forces of each member by direct measurement with the results obtained by the method of joints. The qualitative and quantitative results of this comparison indicate the feasibility of using the model for educational purposes.

Abstract This article presents a low cost multipurpose device based in Arduino technology and Xcos-Scilab graphical environement, designed for heat propagation experiences. In addition to the pedagogical advantage of the implementation carried out by engineering degree students, the use of the equipment has enabled, through experimental results, the determination of the convection coefficient and the analysis, and adjustment, of the effect of the sensors used in the measurement.

Resumen Este artículo presenta un dispositivo flexible y de bajo costo equipo diseñado para la realización de experiencias en el área de propagación de calor, el cual está basado en tecnología Arduino y el ambiente gráfico Xcos de Scilab. Además de la ventaja pedagógica de la implementación realizada por estudiantes de grado de ingeniería, la utilización del equipo ha posibilitado, mediante resultados experimentales, la determinación del coeficiente de convección y el análisis, y ajuste, del efecto de los sensores utilizados en la medida.

ABSTRACT A temporal analysis of fractal aggregates during water flocculation is presented. Water was prepared using kaolin solution and a non-intrusive image-based analysis method was used for two-dimensional fractal dimension assessment (dF). The dF values were determined for aggregates larger than 270 µm from 100 images taken in each combination of velocity gradients (Gf) and flocculation times (Tf). The Gf values of 20, 30, 40, 50 and 60 s-1 and Tf values of 2 to 180 minutes were studied, with a ΔTf of 1 minute for 2 ≤ Tf ≤ 10 minutes and a ΔTf of 5 minutes for 10 ≤ Tf ≤ 180 minutes. Results showed that dF tends toward stability from a Tf of 40 minutes, with distinct levels in each Gf. Further, dF values decrease from 1.80 to 1.35 for Gf from 20 to 60 s-1.

Resumo As pedreiras têm investido na aquisição de equipamentos para aumentar a produção e melhorar a qualidade dos seus produtos, como os britadores de eixo vertical - VSI (Vertical Shaft Impact). Esse tipo de britador realiza a cominuição autógena do material melhorando o formato dos grãos dos agregados graúdos. Contudo, existem poucos estudos sobre a influência dos britadores na forma dos grãos para os agregados miúdos. Nesse contexto, foram estudados agregados miúdos de britagem de gnaisse e de granito, produzidos em britadores cônicos e VSI. Foram avaliados parâmetros de forma como coeficiente de forma volumétrico, relação de aspecto e arredondamento em comparação com as mesmas propriedades obtidas para uma areia de rio. Os resultados mostraram que existe diferença entre a forma dos grãos da areia de rio e a dos agregados de britagem. Entre os agregados de britagem, os provenientes do VSI apresentaram melhorias na forma dos grãos, frente aos agregados provenientes dos britadores cônicos. Entretanto, essa melhora diminui com a redução do tamanho dos grãos. Avaliou-se, também, argamassas produzidas com os agregados estudados, verificando sua influência sobre a consistência, o teor de ar incorporado e a resistência à compressão aos 28 dias. Para o estudo em argamassa os agregados miúdos de britagem foram separados em frações por peneiramento para posterior composição da mesma curva granulométrica para todos os agregados. As argamassas confeccionadas com os agregados de britagem provenientes do VSI apresentaram uma maior fluidez, menor teor de ar incorporado e maior resistência à compressão, se comparado com os agregados de britagem produzidos no britador cônico.

Abstract Quarries have invested in equipment to increase production and improve the quality of their products, such as vertical shaft impact crushers (VSI). This type of crusher works with autogenous comminution of the material to improve the shape of the coarse aggregates. However, there are few studies about the influence of crushers in the shape of fine aggregate grains. In this context, gneiss and granite fine crushed aggregates, produced in cone crushers and VSI were studied. Parameters such as coefficient of volumetric shape, aspect ratio, and circularity were used to compare these aggregates with the river sand. The results showed that there is a difference between the shape of the sand river and the fine crushed aggregates. Among the crushed aggregates, those from the VSI showed improvements in grain shape, compared to aggregates from cone crushers. However, this improvement decreases with the reduction of grain size. Mortars produced with the studied aggregates were also evaluated. It was verified their influence on the consistency, the air content and compressive strength at 28 days. For the study in the mortar, the crushed aggregates were separated in fractions by sieving and composed to obtain the same granulometric distribution for all the aggregates. The mortars made with the crushing aggregates from the VSI showed higher fluidity, lower air content and higher compressive strength when compared to the crushed aggregates produced in the cone crusher.

Resumo Estanatos de metais alcalinos terrosos na forma pura com estrutura perovskita (MSnO3, M= Ca2+, Sr2+, Ba2+) têm sido utilizados como fotocalisadores. Neste trabalho, perovskita de CaSnO3 foi sintetizada pelo método Pechini modificado, em 800 ºC, e caracterizada por difração de raios X, espectroscopia de UV-vis, espectroscopia de infravermelho e espectroscopia Raman. Avaliou-se a degradação fotocatalítica do corante remazol amarelo ouro (RNL) sob luz ultravioleta. O difratograma de raios X mostrou que o método de síntese utilizado favoreceu a formação do CaSnO3 ortorrômbico. O espectro Raman indicou que um material com elevada ordem a curto alcance foi obtido apesar da temperatura de síntese relativamente baixa, em comparação ao método do estado sólido. A maior atividade fotocatalítica foi alcançada em pH 3, que apresentou descoloração de 51% e aumento de atividade de 35% em relação à adsorção (ausência de radiação). O ponto de carga zero (PZC) e os resultados fotocatalíticos indicaram que em pH 3 existiu uma predominância de um mecanismo direto, enquanto em pH 6 prevaleceu o mecanismo indireto.

Abstract Pure forms of alkaline-earth stannates with perovskite structure (ASnO3, A= Ca2+, Sr2+, Ba2+) have been used as photocatalysts. In this work, CaSnO3 perovskite sample was synthesized by a modified Pechini method at 800 ºC and characterized by X-ray diffraction (XRD), UV-visible spectroscopy, infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. The photocatalytic degradation of remazol golden yellow (RNL) dye under UV radiation was evaluated. The XRD pattern showed that the synthesis method favored the orthorhombic CaSnO3 crystallization. According to the Raman spectrum, a material with high short-range order was obtained despite of the relatively low synthesis temperature, compared to the solid-state reaction one. The highest photocatalytic activity was attained at pH 3, which presented 51% discoloration and improved activity of 35% compared to discoloration solely due to adsorption (absence of radiation). The point of zero charge (PZC) and the photocatalytic results indicated that a direct mechanism prevailed at pH 3, whereas an indirect mechanism prevailed at pH 6.

Resumo A Bacia Hidrográfica do rio Bacanga (BHRB) apresenta problemas ambientais relacionados a urbanização e lançamentos de esgoto in natura que comprometem a qualidade desse ecossistema. Devido ao reduzido número de estudos associados à avaliação da qualidade da água no local, este estudo teve como objetivo avaliar a situação atual desse ecossistema por meio do Índice de Proteção da Vida Aquática. Seis amostragens bimestrais foram realizadas em seis pontos ao longo da bacia, coletando parâmetros físico-químicos para a aplicação do Índice de Estado Trófico e Índice de Parâmetros Mínimos para a Proteção da Vida Aquática, relacionando-os com a resolução Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA/357. Os resultados revelaram alterações significativas na qualidade da água da BHRB, o aumento de nutrientes e das concentrações de clorofila-a conduziram ao um estado geral de eutrofização. Os valores de surfactantes foram altos colocando em risco a biota aquática e as taxas de oxigênio dissolvido estiveram abaixo do permitido pela resolução na maioria dos pontos amostrados. A situação atual da qualidade da água para proteção da vida aquática é péssima em 61,92% dos pontos amostrados.

Abstract Bacanga River Basin faces environmental problems related to urbanization and discharge of untreated domestic sewage, which compromise its ecosystem health. Due to the small number of studies that assessed its water quality, the present study aimed to assess the current status of this ecosystem based on the aquatic life protection index. Samples were carried out every two months, in a total of six events, in six sites along the basin, where the water samples were collected to assess physicochemical parameters and calculate the trophic state index and the index of minimum parameters for the protection of aquatic communities. The data were also compared with values determined by the resolution National Environment Council - CONAMA 357/05. Our results reveal significant changes in the water quality of Bacanga River Basin. An increase in nutrients and chlorophyll-a concentration led it to eutrophication. The surfactant values were high and put in danger the aquatic biota. Dissolved oxygen rates were below the values allowed by the resolution in most sites sampled. The current water quality is terrible for the protection of aquatic life in 61.92% of the sites sampled.

Neste trabalho são discutidos os resultados de uma sequência didática baseada no método Peer Instruction para o ensino de circuitos elétricos, aplicada em sete turmas de ensino médio integrado a cursos técnicos. Os dados obtidos, em dois testes iguais, antes e depois da aplicação do método, foram analisados a partir do ganho normalizado ou ganho de Hake, e comparados a trabalhos na literatura nacional e internacional. Os resultados revelam que seis delas apresentaram ganhos compatíveis com aqueles esperados para turmas submetidas a estratégias de aprendizagem ativa, de acordo com a literatura nacional. Por outro lado, somente os resultados apresentados por três turmas permitiriam classificá-las como turmas em que ocorreu aprendizagem ativa, considerando valores estabelecidos na literatura internacional. Nossos resultados corroboram a ideia de que a sequência didática pode ser utilizada como mediadora da relação ensino-aprendizagem para a discussão de circuitos elétricos.

In this paper the results of a didactic sequence based on the Peer Instruction method for the teaching of electrical circuits are discussed. The didactic sequence was applied in seven classes of integrated technical courses at high school level. The data obtained in two equal tests before and after the application of the method were analyzed from the normalized gain or gain of Hake, and compared with Brazilian and international literature. The results show that six of them had consistent normalized gains with those expected for classes under active learning strategies, according to the Brazilian literature. On the other hand, only the results reported by three groups allow classifying them as classes where there was active learning, considering values established in the international literature. Our results strength the idea that the teaching sequence can be used as a mediator of the teaching-learning for the discussion of electrical circuits.

Este trabalho visa apresentar uma metodologia de avaliação da resistência à compressão de concreto projetado. Em função da elevada rugosidade superficial e da baixa espessura da camada de concreto, observada em estruturas de concreto projetado, a metodologia proposta tem por base o ensaio de penetração de pinos. Em uma primeira etapa, a variabilidade do ensaio de penetração de pinos foi investigada de modo a definir a quantidade de ensaios necessários para a definição da curva de correlação do ensaio. Em seguida, o procedimento empregado na definição da curva de correlação foi definido. Tal procedimento inclui a moldagem de placas de concreto projetado in loco; o controle da energia de disparo dos pinos; a extração de testemunhos das placas para determinação da resistência à compressão do concreto; e a análise estatística dos dados. De posse da curva de correlação do ensaio, procede-se com a avaliação da estrutura e análise dos dados. De modo a verificar a aplicabilidade da metodologia proposta, a estrutura de concreto projetado de um túnel em uma Pequena Usina Hidrelétrica foi investigada. Na estrutra em questão, foram observados resultados de resistência não-conformes com as especificações de projeto e indícios de falta de homogeneidade do concreto. Uma vez que a metodologia em questão possibilitou a caracterização das condições da estrutura avaliada, pode-se afirmar que a solução proposta neste trabalho é adequada para a avaliação da resistência à compressão de estruturas de concreto projetado.

This study presents a methodology for evaluating shotcrete compressive strength. Because of the high surface roughness and low thickness of the concrete layer observed in shotcrete structures, the proposed methodology is based on the probe penetration test. In a first phase, the variability of the probe penetration test was investigated to define the number of tests that are required to characterise the test correlation curve. Then, a procedure that can be applied to define the correlation curve was described. This procedure includes the moulding of shotcrete plates in loco, the control of the discharge energy of the pins, the extraction of the plates' samples to determine the concrete compressive strength, and statistical analysis. With the test correlation curve, an evaluation of the structure and data analysis can be performed. To verify the applicability of the proposed methodology, the structure of a shotcrete tunnel in a small hydropower plant was investigated. In the analysed structure, strength results that were non-compliant with the project specifications and a lack of concrete homogeneity were observed. Since the analysed methodology allowed for the characterisation of the considered structure conditions, the proposed solution is adequate for evaluating the compression strength of shotcrete structures.

A areia de fundição residual (AFR) consiste em um resíduo arenoso proveniente dos moldes utilizados no processo de fundição de metais. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência do uso da AFR nas propriedades concreto. Para tanto, utilizou-se cimento CPV-ARI RS, aditivo plastificante, AFR e areias fina, média natural e de britagem. As propriedades no estado fresco foram avaliadas através da determinação da consistência e teor de ar incorporado. No estado endurecido avaliou-se a resistência à compressão axial. Os resultados indicaram que o uso da AFR resulta no aumento do teor de ar incorporado, fissuração por reações expansivas e conseqüente redução de resistência. Visando investigar a origem das tendências observadas, realizou-se um estudo complementar empregando AFR de diferentes composições. Todavia, independente da composição utilizada, os resultados indicaram tendência semelhante à observada anteriormente. Por fim, considerando os materiais empregados nesta pesquisa, conclui-se que a utilização da AFR em concreto é inadequada, pois prejudica não apenas a resistência mecânica, mas também a durabilidade do material.

The foundry sand waste (FSW) derives from moulds used in the metallurgical industries. The present experimental study was developed to evaluate the influence of the use of FSW on concrete properties. The mixtures were produced with cement CPV-ARI-RS, water reducing admixture, FSW, natural and crushed aggregates. The properties on the fresh state were evaluated by means of flow table test and the determination of the incorporated air content. On the hardened state, compressive strength tests were performed. The initial results have shown that the use of FSW leads to an increase in the air content and cracking, caused by expansive reactions. As a result of that, a reduction in the compressive strength has been noticed. In order to define the origin of the presented trends, a complementary study was developed using FSW with different compositions. However, regardless the composition of the FSW, the obtained results presented trends which were similar to the ones previously observed. Finally, considering the materials herein used, the addition of FSW in concrete is considered inadequate since this leads to a decrease not only in the compressive strength, but also in the durability of the material.

The solubility of 93% pure bixin in supercritical carbon dioxide (SC-CO2) and of the bixin present in annatto seeds (Bixa orellana L.) was measured. For the seeds, the measurements were made in a temperature range from 30 to 50ºC and pressure between 10 and 35 MPa and for the pure bixin, at 40ºC from 10 to 35 MPa. The main pigments of annatto seeds are bixin and norbixin, but the extracts only showed the presence of cis and trans-bixin, indicating that norbixin is not soluble in SC-CO2. The annatto seeds used in the experiments contained about 2.7% bixin and 3.1% oil. In the seeds, the crossover point of solubility was at about 28 MPa and values for solubility were about ten times higher than those of the pure bixin, giving evidence that the oil acted as a co-solvent with the CO2.

We obtain exact solutions for a static and charged cosmic string in a Einstein-Maxwell-Dilaton theory of a scalar-tensor type in (3+1)-Dimensions. This theory is specified by the dilaton field phi, the graviton field gµn and the electromagnetic field Fµn, and one post-Newtonian parameter alpha(phi). It contains three different cases, each of them corresponding to a particular solution of the Rainich algebra for the Ricci tensor.

As larvas de Chironomidae são freqüentemente o grupo de insetos mais abundante e diversificado em vários tipos de ambientes aquáticos, apresentando importante papel nas redes tróficas das comunidades aquáticas, por constituírem efetiva ligação entre produtores e consumidores. Este trabalho analisou o comportamento alimentar das larvas de Chironomidae presentes no rio da Fazenda, localizado no Parque Nacional da Tijuca, Rio de Janeiro, Brasil, entre agosto de 1994 e maio de 1995. Os principais itens alimentares encontrados foram algas, fungos, pólen, fragmentos vegetais, restos animais, detritos e silte. O principal item alimentar ingerido pelas larvas foi detrito, exceto para Stenochironomus, cujo principal componente alimentar foram fragmentos vegetais. Os Tanypodinae também exibiram grande quantidade de restos animais de diversos grupos na dieta alimentar. Foi observada variação na dieta alimentar para 16 gêneros. Os Tanypodinae apresentaram principalmente matéria orgânica particulada grossa (> 1 mm) no conteúdo digestivo, enquanto os Chironominae e os Orthocladiinae apresentaram matéria orgânica particulada fina (< 1 mm).

Chironomids larvae are frequently one of the most abundant and diverse groups of insects in several kinds of aquatic environments. Also, they play a major role in the aquatic food webs, representing a major link among producers and secondary consumers. This work investigates the feeding behavior of the chironomid larvae present in the Rio da Fazenda, situated in the Parque Nacional da Tijuca, Rio de Janeiro, Brazil, between August 1994 and May 1995. Algae, fungi, pollen, leaf and wood fragments, animal remains, detritus and silt were the main gut contents found in the larvae studied. The main food item ingested by the larvae was detritus, except for the Stenochironomus whose main food source was leaf and wood fragments. Tanypodinae exhibited a large quantity of animal remains of several kinds in the diet. During the period studied it was observed that the diet of 16 genera (out of 24 studied) varied. Tanypodinae had mainly coarse particulate organic matter (> 1 mm) in the gut contents, while Chironominae and Orthocladiinae had fine particulate organic matter (< 1 mm).