56
Tchê Química Volume 02 - Número 04 - 2005 ISSN 1806-0374

Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 - Nuacutemero 04 - 2005 ISSN 1806-0374

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 1

PERIOacuteDICO

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 ndash Nuacutemero 04 ndash 2005 ISSN 1806 ndash 0374

Oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa

Dados Internacionais de Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo (CIP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa [recurso eletrocircnico] Grupo Tchecirc Quiacutemica ndash Vol 1 n 1 (Jan 2004)- ndash Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica 2005 - SemestralSistema requerido Adobe Acrobat ReaderModo de acesso World Wide Weblthttpwwwtchequimicacomgtlthttpwwwtchequimicatkgt Descriccedilatildeo baseada em Vol 2 n 4 (ago 2005)ISSN 1806-0374

ISSN 1806-9827 (CD-ROM)1 Quiacutemica I Grupo Tchecirc Quiacutemica

CDD 540

Bibliotecaacuterio ResponsaacutevelEdnei de Freitas Silveira

CRB 101262

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 2

PERIOacuteDICO

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 ndash Nuacutemero 04 ndash 2005 ISSN 1806 ndash 0374

Oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa

Comissatildeo Editorial

Eduardo Goldani Luis Alcides Brandini De Boni Ednei de Freitas Silveira ndash Bibliotecaacuterio Responsaacutevel

Conselho de Alto Niacutevel

Dr Francisco Joseacute Santos Lima limatchequimicacom Brasil RN Dr Lavinel G Ionescu lavineltchequimicacom Califoacuternia - EUA residindo em

Porto Alegre RS ndash Brasil Dra Maria Nataacutelia Botelho Marques da Silva botelhotchequimicacom Lisboa -

Portugual MS Carlos Eduardo Cardoso cardosotchequimicacom Brasil RJ MS Daniel Ricardo Arsand arsandtchequimicacom Brasil RS MS Walmilson de Oliveira Santana santanatchequimicacom Brasil AL

Grupo de Consultores Especiais do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica

Masurquede de Azevedo Coimbra (Farmacecircutico e Teacutecnico em Quiacutemica) coimbratchequimicacom RS

Aline Maria dos Santos (Bacharel em Quiacutemica) santostchequimicacom SP

Perioacutedico Tchecirc QuiacutemicaISSN 1806-0374ISSN 1806-9827 (CD-ROM)Divulgaccedilatildeo on-line em wwwtchequimicacom

MissatildeoPublicar artigos de pesquisa cientiacutefica que versem sobre a Quiacutemica e ciecircncias afinsA responsabilidade sobre os artigos eacute de exclusividade dos autoresSolicitam-se alteraccedilotildees quando necessaacuterio

Correspondecircncias e assinaturaswwwtchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 3

Mensagem ao leitor

Goldani

Caros Leitores

Passo a passo estamos crescendo e o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica consegue chegar ao quarto nuacutemero no seu segundo ano de existecircncia Mesmo que o nosso site esteja recebendo cada vez mais conteuacutedos ineacuteditos e todos gratuitos ainda sofremos com alguma desconfianccedila por parte de muitos pesquisadores De certa forma ateacute pode ser um pouco natural pois afinal natildeo se trata de uma revista de expressatildeo internacional mas sim do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Ainda assim resistimos bravamente continuando a sua ediccedilatildeo sem qualquer tipo de apoio financeiro e buscando no boca-a-boca mesmo mateacuterias ineacuteditas para vocecirc apreciar Para vocecirc que ainda estaacute um tanto quanto desconfiado em relaccedilatildeo a esse trabalho gostaria de colocar alguns fatos para tentar seduzi-lo e quem sabe contar com a sua presenccedila no proacuteximo nuacutemero em janeiro de 2006 Eis os fatos O Grupo Tchecirc Quiacutemica vem se consagrando na rede mundial de computadores como um dos melhores sites nacionais de Quiacutemica por apresentar na sua paacutegina arquivos ineacuteditos para download e vale sempre ressaltar gratuitos Aleacutem deste perioacutedico ao qual vocecirc natildeo paga nada por ele e tem acesso a artigos

de pesquisadores que ganharam o Precircmio Nobel por exemplo vocecirc tem o novo dicionaacuterio de termos cientiacuteficos tabela perioacutedica em pdf (com mais de 13000 downloads) arquivo didaacutetico sobre materiais de laboratoacuterio (com mais de 6000 downloads) aplicativo do biodiesel que ensina vocecirc a fazer biodiesel na sua proacutepria casa entre outros arquivos disponiacuteveis nas diversas seccedilotildees do site Se isso natildeo foi o suficiente para confiar no nosso trabalho pedimos entatildeo que aguarde um pouco mais Tem seccedilotildees novas que estatildeo por vir novos materiais e claro o nosso compromisso de atualizaccedilotildees quinzenais para que vocecirc possa sempre conferir novidades ao acessar a nossa paacutegina Estamos esperando por vocecirc Seja um colaborador do Grupo Tchecirc Quiacutemica e confie o seu trabalho ao Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Muito obrigado pelo seu prestiacutegio e boa leitura

Atenciosamente

Eduardo Goldani

De Boni

Ilustres colegas

Eacute com grande satisfaccedilatildeo que apresentamos o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica nuacutemero 4 Devido a alguns compromissos de uacuteltima hora noacutes atrasamos a sua liberaccedilatildeo pois tivemos a grande satisfaccedilatildeo de sermos convidados a participar de um congresso de Oacuteleos em Varginha - MG Neste congresso estivemos em contato com os maiores especialistas em produccedilatildeo de Biodiesel do Brasil e com certeza estes colaboraram com nossos projetos tanto quanto noacutes colaboramos com os deles Eventos desta magnitude contribuem para o engrandecimento da comunidade cientiacutefica

Aproveitando este espaccedilo tambeacutem agradeccedilo a todas as mensagens de congratulaccedilotildees que recebemos pela classificaccedilatildeo de um projeto realizado por mim pelo Goldani e pelo Dr Ionescu entre os trecircs melhores na categoria Produtos do Precircmio Petrobraacutes de Tecnologia Assim que for possiacutevel responderemos a todas as mensagens com a maacutexima atenccedilatildeo

Muito obrigado a todos e espero que aproveitem a leitura do Perioacutedico

De Boni

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 4

Iacutendice

Artigo ArticleOs riscos da telefonia moacutevel e o princiacutepio da precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendezdepto de eng eleacutetrica ufrgsPaacutegina 7

Artigo ArticlePOLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeES HIPERSENSITIVASNOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM SOLUCcedilOtildeESDE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima e Marcos Antocircnio Andrade da Silva UFRN Paacutegina - 31

Artigo ArticleON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby Wladimir Guglinski

wladimirguglinskihotmailcom

Paacutegina - 39

Artigo Article110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONBarbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Silva F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de QuiacutemicaCP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbrPaacutegina ndash 45

Artigo ArticleQUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom Paacutegina - 50

Agenda ndash Paacutegina 6

Notas raacutepidas ndash Paacutegina 30

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica - Paacutegina 54

INSTRUCcedilOtildeES ATUALIZADAS PARA PUBLICACcedilAtildeO INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS - Paacutegina 55

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 5

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 2: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

PERIOacuteDICO

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 ndash Nuacutemero 04 ndash 2005 ISSN 1806 ndash 0374

Oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa

Dados Internacionais de Catalogaccedilatildeo na Publicaccedilatildeo (CIP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa [recurso eletrocircnico] Grupo Tchecirc Quiacutemica ndash Vol 1 n 1 (Jan 2004)- ndash Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica 2005 - SemestralSistema requerido Adobe Acrobat ReaderModo de acesso World Wide Weblthttpwwwtchequimicacomgtlthttpwwwtchequimicatkgt Descriccedilatildeo baseada em Vol 2 n 4 (ago 2005)ISSN 1806-0374

ISSN 1806-9827 (CD-ROM)1 Quiacutemica I Grupo Tchecirc Quiacutemica

CDD 540

Bibliotecaacuterio ResponsaacutevelEdnei de Freitas Silveira

CRB 101262

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 2

PERIOacuteDICO

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 ndash Nuacutemero 04 ndash 2005 ISSN 1806 ndash 0374

Oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa

Comissatildeo Editorial

Eduardo Goldani Luis Alcides Brandini De Boni Ednei de Freitas Silveira ndash Bibliotecaacuterio Responsaacutevel

Conselho de Alto Niacutevel

Dr Francisco Joseacute Santos Lima limatchequimicacom Brasil RN Dr Lavinel G Ionescu lavineltchequimicacom Califoacuternia - EUA residindo em

Porto Alegre RS ndash Brasil Dra Maria Nataacutelia Botelho Marques da Silva botelhotchequimicacom Lisboa -

Portugual MS Carlos Eduardo Cardoso cardosotchequimicacom Brasil RJ MS Daniel Ricardo Arsand arsandtchequimicacom Brasil RS MS Walmilson de Oliveira Santana santanatchequimicacom Brasil AL

Grupo de Consultores Especiais do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica

Masurquede de Azevedo Coimbra (Farmacecircutico e Teacutecnico em Quiacutemica) coimbratchequimicacom RS

Aline Maria dos Santos (Bacharel em Quiacutemica) santostchequimicacom SP

Perioacutedico Tchecirc QuiacutemicaISSN 1806-0374ISSN 1806-9827 (CD-ROM)Divulgaccedilatildeo on-line em wwwtchequimicacom

MissatildeoPublicar artigos de pesquisa cientiacutefica que versem sobre a Quiacutemica e ciecircncias afinsA responsabilidade sobre os artigos eacute de exclusividade dos autoresSolicitam-se alteraccedilotildees quando necessaacuterio

Correspondecircncias e assinaturaswwwtchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 3

Mensagem ao leitor

Goldani

Caros Leitores

Passo a passo estamos crescendo e o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica consegue chegar ao quarto nuacutemero no seu segundo ano de existecircncia Mesmo que o nosso site esteja recebendo cada vez mais conteuacutedos ineacuteditos e todos gratuitos ainda sofremos com alguma desconfianccedila por parte de muitos pesquisadores De certa forma ateacute pode ser um pouco natural pois afinal natildeo se trata de uma revista de expressatildeo internacional mas sim do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Ainda assim resistimos bravamente continuando a sua ediccedilatildeo sem qualquer tipo de apoio financeiro e buscando no boca-a-boca mesmo mateacuterias ineacuteditas para vocecirc apreciar Para vocecirc que ainda estaacute um tanto quanto desconfiado em relaccedilatildeo a esse trabalho gostaria de colocar alguns fatos para tentar seduzi-lo e quem sabe contar com a sua presenccedila no proacuteximo nuacutemero em janeiro de 2006 Eis os fatos O Grupo Tchecirc Quiacutemica vem se consagrando na rede mundial de computadores como um dos melhores sites nacionais de Quiacutemica por apresentar na sua paacutegina arquivos ineacuteditos para download e vale sempre ressaltar gratuitos Aleacutem deste perioacutedico ao qual vocecirc natildeo paga nada por ele e tem acesso a artigos

de pesquisadores que ganharam o Precircmio Nobel por exemplo vocecirc tem o novo dicionaacuterio de termos cientiacuteficos tabela perioacutedica em pdf (com mais de 13000 downloads) arquivo didaacutetico sobre materiais de laboratoacuterio (com mais de 6000 downloads) aplicativo do biodiesel que ensina vocecirc a fazer biodiesel na sua proacutepria casa entre outros arquivos disponiacuteveis nas diversas seccedilotildees do site Se isso natildeo foi o suficiente para confiar no nosso trabalho pedimos entatildeo que aguarde um pouco mais Tem seccedilotildees novas que estatildeo por vir novos materiais e claro o nosso compromisso de atualizaccedilotildees quinzenais para que vocecirc possa sempre conferir novidades ao acessar a nossa paacutegina Estamos esperando por vocecirc Seja um colaborador do Grupo Tchecirc Quiacutemica e confie o seu trabalho ao Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Muito obrigado pelo seu prestiacutegio e boa leitura

Atenciosamente

Eduardo Goldani

De Boni

Ilustres colegas

Eacute com grande satisfaccedilatildeo que apresentamos o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica nuacutemero 4 Devido a alguns compromissos de uacuteltima hora noacutes atrasamos a sua liberaccedilatildeo pois tivemos a grande satisfaccedilatildeo de sermos convidados a participar de um congresso de Oacuteleos em Varginha - MG Neste congresso estivemos em contato com os maiores especialistas em produccedilatildeo de Biodiesel do Brasil e com certeza estes colaboraram com nossos projetos tanto quanto noacutes colaboramos com os deles Eventos desta magnitude contribuem para o engrandecimento da comunidade cientiacutefica

Aproveitando este espaccedilo tambeacutem agradeccedilo a todas as mensagens de congratulaccedilotildees que recebemos pela classificaccedilatildeo de um projeto realizado por mim pelo Goldani e pelo Dr Ionescu entre os trecircs melhores na categoria Produtos do Precircmio Petrobraacutes de Tecnologia Assim que for possiacutevel responderemos a todas as mensagens com a maacutexima atenccedilatildeo

Muito obrigado a todos e espero que aproveitem a leitura do Perioacutedico

De Boni

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 4

Iacutendice

Artigo ArticleOs riscos da telefonia moacutevel e o princiacutepio da precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendezdepto de eng eleacutetrica ufrgsPaacutegina 7

Artigo ArticlePOLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeES HIPERSENSITIVASNOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM SOLUCcedilOtildeESDE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima e Marcos Antocircnio Andrade da Silva UFRN Paacutegina - 31

Artigo ArticleON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby Wladimir Guglinski

wladimirguglinskihotmailcom

Paacutegina - 39

Artigo Article110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONBarbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Silva F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de QuiacutemicaCP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbrPaacutegina ndash 45

Artigo ArticleQUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom Paacutegina - 50

Agenda ndash Paacutegina 6

Notas raacutepidas ndash Paacutegina 30

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica - Paacutegina 54

INSTRUCcedilOtildeES ATUALIZADAS PARA PUBLICACcedilAtildeO INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS - Paacutegina 55

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 5

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 3: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

PERIOacuteDICO

Tchecirc QuiacutemicaVolume 02 ndash Nuacutemero 04 ndash 2005 ISSN 1806 ndash 0374

Oacutergatildeo de divulgaccedilatildeo cientiacutefica e informativa

Comissatildeo Editorial

Eduardo Goldani Luis Alcides Brandini De Boni Ednei de Freitas Silveira ndash Bibliotecaacuterio Responsaacutevel

Conselho de Alto Niacutevel

Dr Francisco Joseacute Santos Lima limatchequimicacom Brasil RN Dr Lavinel G Ionescu lavineltchequimicacom Califoacuternia - EUA residindo em

Porto Alegre RS ndash Brasil Dra Maria Nataacutelia Botelho Marques da Silva botelhotchequimicacom Lisboa -

Portugual MS Carlos Eduardo Cardoso cardosotchequimicacom Brasil RJ MS Daniel Ricardo Arsand arsandtchequimicacom Brasil RS MS Walmilson de Oliveira Santana santanatchequimicacom Brasil AL

Grupo de Consultores Especiais do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica

Masurquede de Azevedo Coimbra (Farmacecircutico e Teacutecnico em Quiacutemica) coimbratchequimicacom RS

Aline Maria dos Santos (Bacharel em Quiacutemica) santostchequimicacom SP

Perioacutedico Tchecirc QuiacutemicaISSN 1806-0374ISSN 1806-9827 (CD-ROM)Divulgaccedilatildeo on-line em wwwtchequimicacom

MissatildeoPublicar artigos de pesquisa cientiacutefica que versem sobre a Quiacutemica e ciecircncias afinsA responsabilidade sobre os artigos eacute de exclusividade dos autoresSolicitam-se alteraccedilotildees quando necessaacuterio

Correspondecircncias e assinaturaswwwtchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 3

Mensagem ao leitor

Goldani

Caros Leitores

Passo a passo estamos crescendo e o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica consegue chegar ao quarto nuacutemero no seu segundo ano de existecircncia Mesmo que o nosso site esteja recebendo cada vez mais conteuacutedos ineacuteditos e todos gratuitos ainda sofremos com alguma desconfianccedila por parte de muitos pesquisadores De certa forma ateacute pode ser um pouco natural pois afinal natildeo se trata de uma revista de expressatildeo internacional mas sim do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Ainda assim resistimos bravamente continuando a sua ediccedilatildeo sem qualquer tipo de apoio financeiro e buscando no boca-a-boca mesmo mateacuterias ineacuteditas para vocecirc apreciar Para vocecirc que ainda estaacute um tanto quanto desconfiado em relaccedilatildeo a esse trabalho gostaria de colocar alguns fatos para tentar seduzi-lo e quem sabe contar com a sua presenccedila no proacuteximo nuacutemero em janeiro de 2006 Eis os fatos O Grupo Tchecirc Quiacutemica vem se consagrando na rede mundial de computadores como um dos melhores sites nacionais de Quiacutemica por apresentar na sua paacutegina arquivos ineacuteditos para download e vale sempre ressaltar gratuitos Aleacutem deste perioacutedico ao qual vocecirc natildeo paga nada por ele e tem acesso a artigos

de pesquisadores que ganharam o Precircmio Nobel por exemplo vocecirc tem o novo dicionaacuterio de termos cientiacuteficos tabela perioacutedica em pdf (com mais de 13000 downloads) arquivo didaacutetico sobre materiais de laboratoacuterio (com mais de 6000 downloads) aplicativo do biodiesel que ensina vocecirc a fazer biodiesel na sua proacutepria casa entre outros arquivos disponiacuteveis nas diversas seccedilotildees do site Se isso natildeo foi o suficiente para confiar no nosso trabalho pedimos entatildeo que aguarde um pouco mais Tem seccedilotildees novas que estatildeo por vir novos materiais e claro o nosso compromisso de atualizaccedilotildees quinzenais para que vocecirc possa sempre conferir novidades ao acessar a nossa paacutegina Estamos esperando por vocecirc Seja um colaborador do Grupo Tchecirc Quiacutemica e confie o seu trabalho ao Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Muito obrigado pelo seu prestiacutegio e boa leitura

Atenciosamente

Eduardo Goldani

De Boni

Ilustres colegas

Eacute com grande satisfaccedilatildeo que apresentamos o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica nuacutemero 4 Devido a alguns compromissos de uacuteltima hora noacutes atrasamos a sua liberaccedilatildeo pois tivemos a grande satisfaccedilatildeo de sermos convidados a participar de um congresso de Oacuteleos em Varginha - MG Neste congresso estivemos em contato com os maiores especialistas em produccedilatildeo de Biodiesel do Brasil e com certeza estes colaboraram com nossos projetos tanto quanto noacutes colaboramos com os deles Eventos desta magnitude contribuem para o engrandecimento da comunidade cientiacutefica

Aproveitando este espaccedilo tambeacutem agradeccedilo a todas as mensagens de congratulaccedilotildees que recebemos pela classificaccedilatildeo de um projeto realizado por mim pelo Goldani e pelo Dr Ionescu entre os trecircs melhores na categoria Produtos do Precircmio Petrobraacutes de Tecnologia Assim que for possiacutevel responderemos a todas as mensagens com a maacutexima atenccedilatildeo

Muito obrigado a todos e espero que aproveitem a leitura do Perioacutedico

De Boni

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 4

Iacutendice

Artigo ArticleOs riscos da telefonia moacutevel e o princiacutepio da precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendezdepto de eng eleacutetrica ufrgsPaacutegina 7

Artigo ArticlePOLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeES HIPERSENSITIVASNOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM SOLUCcedilOtildeESDE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima e Marcos Antocircnio Andrade da Silva UFRN Paacutegina - 31

Artigo ArticleON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby Wladimir Guglinski

wladimirguglinskihotmailcom

Paacutegina - 39

Artigo Article110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONBarbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Silva F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de QuiacutemicaCP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbrPaacutegina ndash 45

Artigo ArticleQUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom Paacutegina - 50

Agenda ndash Paacutegina 6

Notas raacutepidas ndash Paacutegina 30

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica - Paacutegina 54

INSTRUCcedilOtildeES ATUALIZADAS PARA PUBLICACcedilAtildeO INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS - Paacutegina 55

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 5

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 4: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Mensagem ao leitor

Goldani

Caros Leitores

Passo a passo estamos crescendo e o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica consegue chegar ao quarto nuacutemero no seu segundo ano de existecircncia Mesmo que o nosso site esteja recebendo cada vez mais conteuacutedos ineacuteditos e todos gratuitos ainda sofremos com alguma desconfianccedila por parte de muitos pesquisadores De certa forma ateacute pode ser um pouco natural pois afinal natildeo se trata de uma revista de expressatildeo internacional mas sim do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Ainda assim resistimos bravamente continuando a sua ediccedilatildeo sem qualquer tipo de apoio financeiro e buscando no boca-a-boca mesmo mateacuterias ineacuteditas para vocecirc apreciar Para vocecirc que ainda estaacute um tanto quanto desconfiado em relaccedilatildeo a esse trabalho gostaria de colocar alguns fatos para tentar seduzi-lo e quem sabe contar com a sua presenccedila no proacuteximo nuacutemero em janeiro de 2006 Eis os fatos O Grupo Tchecirc Quiacutemica vem se consagrando na rede mundial de computadores como um dos melhores sites nacionais de Quiacutemica por apresentar na sua paacutegina arquivos ineacuteditos para download e vale sempre ressaltar gratuitos Aleacutem deste perioacutedico ao qual vocecirc natildeo paga nada por ele e tem acesso a artigos

de pesquisadores que ganharam o Precircmio Nobel por exemplo vocecirc tem o novo dicionaacuterio de termos cientiacuteficos tabela perioacutedica em pdf (com mais de 13000 downloads) arquivo didaacutetico sobre materiais de laboratoacuterio (com mais de 6000 downloads) aplicativo do biodiesel que ensina vocecirc a fazer biodiesel na sua proacutepria casa entre outros arquivos disponiacuteveis nas diversas seccedilotildees do site Se isso natildeo foi o suficiente para confiar no nosso trabalho pedimos entatildeo que aguarde um pouco mais Tem seccedilotildees novas que estatildeo por vir novos materiais e claro o nosso compromisso de atualizaccedilotildees quinzenais para que vocecirc possa sempre conferir novidades ao acessar a nossa paacutegina Estamos esperando por vocecirc Seja um colaborador do Grupo Tchecirc Quiacutemica e confie o seu trabalho ao Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Muito obrigado pelo seu prestiacutegio e boa leitura

Atenciosamente

Eduardo Goldani

De Boni

Ilustres colegas

Eacute com grande satisfaccedilatildeo que apresentamos o Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica nuacutemero 4 Devido a alguns compromissos de uacuteltima hora noacutes atrasamos a sua liberaccedilatildeo pois tivemos a grande satisfaccedilatildeo de sermos convidados a participar de um congresso de Oacuteleos em Varginha - MG Neste congresso estivemos em contato com os maiores especialistas em produccedilatildeo de Biodiesel do Brasil e com certeza estes colaboraram com nossos projetos tanto quanto noacutes colaboramos com os deles Eventos desta magnitude contribuem para o engrandecimento da comunidade cientiacutefica

Aproveitando este espaccedilo tambeacutem agradeccedilo a todas as mensagens de congratulaccedilotildees que recebemos pela classificaccedilatildeo de um projeto realizado por mim pelo Goldani e pelo Dr Ionescu entre os trecircs melhores na categoria Produtos do Precircmio Petrobraacutes de Tecnologia Assim que for possiacutevel responderemos a todas as mensagens com a maacutexima atenccedilatildeo

Muito obrigado a todos e espero que aproveitem a leitura do Perioacutedico

De Boni

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 4

Iacutendice

Artigo ArticleOs riscos da telefonia moacutevel e o princiacutepio da precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendezdepto de eng eleacutetrica ufrgsPaacutegina 7

Artigo ArticlePOLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeES HIPERSENSITIVASNOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM SOLUCcedilOtildeESDE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima e Marcos Antocircnio Andrade da Silva UFRN Paacutegina - 31

Artigo ArticleON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby Wladimir Guglinski

wladimirguglinskihotmailcom

Paacutegina - 39

Artigo Article110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONBarbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Silva F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de QuiacutemicaCP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbrPaacutegina ndash 45

Artigo ArticleQUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom Paacutegina - 50

Agenda ndash Paacutegina 6

Notas raacutepidas ndash Paacutegina 30

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica - Paacutegina 54

INSTRUCcedilOtildeES ATUALIZADAS PARA PUBLICACcedilAtildeO INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS - Paacutegina 55

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 5

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 5: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Iacutendice

Artigo ArticleOs riscos da telefonia moacutevel e o princiacutepio da precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendezdepto de eng eleacutetrica ufrgsPaacutegina 7

Artigo ArticlePOLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeES HIPERSENSITIVASNOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM SOLUCcedilOtildeESDE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima e Marcos Antocircnio Andrade da Silva UFRN Paacutegina - 31

Artigo ArticleON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby Wladimir Guglinski

wladimirguglinskihotmailcom

Paacutegina - 39

Artigo Article110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONBarbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Silva F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de QuiacutemicaCP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbrPaacutegina ndash 45

Artigo ArticleQUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom Paacutegina - 50

Agenda ndash Paacutegina 6

Notas raacutepidas ndash Paacutegina 30

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica - Paacutegina 54

INSTRUCcedilOtildeES ATUALIZADAS PARA PUBLICACcedilAtildeO INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS - Paacutegina 55

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 5

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 6: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

AgendaXLV Congresso Brasileiro de Quiacutemica

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local BeleacutemPA - BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de QuiacutemicaInformaccedilotildees

httpwwwabqorgbrcbqindexhtmE-mail abqnacionalabqorgbr

Telefone (0XX21) 2224-4480 Fax (0XX21) 2224-6881

23ordm Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental

Data 18 a 23 de setembro de 2005Local Campo GrandeMS - BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de

Engenharia Sanitaacuteria e AmbientalInformaccedilotildees httpwwwabes-rsorgbrAC Cadastro 23ordm CBESA ndash Secretaria do 23ordm CongressoAv Beira Mar 216 ndash 13ordm andarCep 20021-060 Rio de Janeiro RJTelefone (0XX21) 2210-3221 ramal 217Fax (0XX21) 2262-6338

IV FEIPPETROData 12 a 15 de setembro de 2005Local VitoacuteriaES ndash BRASILRealizaccedilatildeo Valete Marketing amp EventosInformaccedilotildees Valete Marketing amp

Eventos Maria JoseacutehttpwwwfeippetrocombrE-mail francamariaveloxmailcombrTelefax (0XX11) 6695-4611

8 th International Symposium on Polymers for Advanced Technologies

Data 13 a 16 de setembro de 2005Local Budapeste ndash HUNGRIAInformaccedilotildees Conference Secretary

httpwwwbmehupat2005E-mail patmailbmehu

8ordm Congresso Brasileiro de PoliacutemerosData 6 a 10 de novembro de 2005Local Aacuteguas de LindoacuteiaSP ndash BRASIL

Realizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira de PoliacutemerosInformaccedilotildees httpwwwabpolcombrE-mailabpolabpolcombr

9ordm Congresso Internacional de TintasData 14 a 16 de setembro de 2005Local ITM Expo ndash Satildeo PauloSP ndash

BRASILInformaccedilotildees httpwwwabrafaticomE-mail congressoabrafaticomTelefone (0XX11) 3845-8755

38ordm Congresso e Exposiccedilatildeo Internacional de Celulose e Papel

Data 17 a 20 de outubro de 2005Local Satildeo PauloSP ndash BRASILRealizaccedilatildeo Associaccedilatildeo Brasileira Teacutecnica

de Celulose e PapelInformaccedilotildees Fernanda Costa

httpwwwabtcporgbrE-mail fernandaabtcporgbrTelefone (0XX11) 3874-2720

2ordm Congresso Interamericano de Salud Ambiental

Data 19 a 23 de setembro de 2005Local Havana - CUBARealizaccedilatildeo DICSAInformaccedilotildees Isaac Zilberman

httpwwwinhemsldcu2conbienvenidahtmE-mail zilberportowebcombr aidisaidisorgbrTelefone (55-51) 3331-9482Fax (55-51) 3333-1416Celular (55-51) 9986-8249

40th IUPAC Congress ndash Inovation in ChemistryData 14 a 19 de agosto de 2005Local Beijing International Convention

Center ndash CHINAInformaccedilotildees httpwwwiupac-congress05orgcn

3rd International Symposium on Non-Crystalline Solids e 7th Brazilian Symposium on Glass and Related Materials

Data 13 a 16 de novembro de 2005Local MaringaacutePR ndash BRASILInformaccedilotildees

httpwwwuembr~isncs2005Universidade Estadual de MaringaacuteAv Colombo 5790 Maringaacute PR ndash BRASIL87020-900TelefoneFax (+55) 443263-4623E-mail isncs2005uembr

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 6

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 7: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Os Riscos da Telefonia Moacutevel e o Princiacutepio da Precauccedilatildeo A A de Salles e C R Fernaacutendez

Depto de Eng Eleacutetrica UFRGS Av Osvaldo Aranha 103 Porto Alegre 90035-190 RS

Resumo minus Neste trabalho satildeo revisados os principais efeitos bioloacutegicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) incluindo os efeitos teacutermicos e os natildeo teacutermicos e satildeo discutidas sucintamente as principais normas nacionais e internacionais disponiacuteveis que limitam a exposiccedilatildeo dos seres humanos (trabalhadores e populaccedilatildeo em geral) a estas radiaccedilotildees A seguir satildeo resumidas as estimativas teoacutericas e as medidas para os campos eletromagneacuteticos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tiacutepicas e estes resultados satildeo comparados com aquelas normas Satildeo tambeacutem mostrados resultados da simulaccedilatildeo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila dos usuaacuterios de telefones moacuteveis quando antenas convencionais (tipo monopolo) e quando antenas diretivas (planares) satildeo utilizadas tanto para adultos como para crianccedilas Finalmente observa-se que mesmo as normas mais restritivas (considerando o Princiacutepio da Precauccedilatildeo) podem ser obedecidas pelas ERBs mantendo-se boa qualidade no sistema e que as antenas diretivas podem ser utilizadas em uma nova geraccedilatildeo de telefones moacuteveis resultando em uma alternativa conveniente para melhorar o desempenho destes transceptores reduzindo tambeacutem os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios 1

Palavras-chaves Efeitos Bioloacutegicos das Radiaccedilotildees Natildeo Ionizantes Estaccedilotildees de Raacutedio Base Telefonia Moacutevel Telefonia Celular Antenas Planares Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Abstract - There has been a dramatic increase in the use of mobile phone technology in the last decades with widespread benefits in many professional and private activities In parallel with this the concern regarding the possibility of adverse health effects due to the absorption of electromagnetic fields by humans also increased For several years many research groups in different countries were developing research projects on these subjects in the areas of medicine biophysics engineering etc Also the World Health Organization (WHO) has coordinate efforts including many countries to access the existing scientific evidence of harmful health effects of non ionizing radiation (NIR) emitted from different communication equipment such as the mobile phones and their base stations with special emphasis to the non-thermal effects In principle the base stations radiate more energy However their antennas are usually located on the top of elevated towers (or masts) and the radiated energy is mainly concentrated in the horizontal direction Therefore people are usually far from these antennas and also in directions reasonably apart from those of maximum radiation Because the conventional monopole (or whip) antennas being used now in mobile phones typically show a circular radiation pattern in the horizontal plane they may radiate substantial levels of energy in almost all directions very close to the body and during considerable time It is observed that when they are operated very close to the userrsquos head (eg 25 cm or less) most of energy is absorbed in the head tissues (such as the bone the brain eye etc) and less energy is radiated to the nearest base station This situation is undesirable since quality of communication is worse and the Specific Absorption Rate (SAR) in the userrsquos head and the battery drain are increased In this work the thermal and the non-thermal effects of the non-ionizing radiation (NIR) are briefly described Then the typical base station radiated fields are estimated and compared to the available recommendations limiting human exposure to NIR The specific absorption rate (SAR) in the head of mobile phone users is simulated using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method in three dimensions (3 D) when conventional monopole and planar antennas are employed The performance simulation of microstrip rectangular patch antennas as well as its predicted and measured results are presented An algorithm based in 3D FDTD is developed to model the radiation pattern in the horizontal plane and the electric field in the Fresnel region Measured horizontal radiation pattern is shown It can be seen that there is a strong correlation between the measured and the FDTD simulated results when the ground plane is finite and when it is not effectively grounded This type of antenna may be of great interest in new generation of mobile phones improving its performance reducing the battery drain and the SAR in the userrsquos head The new generation (eg 25 G and 3 G) of cellular phones including services of message voice data

1A A de Salles aasallesvortexufrgsbr Tel + 55-51-33163517 Fax + 55-51-33163293 C R Fernaacutendez fdezieeufrgsbr Tel + 55-51-33163300

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 7

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 8: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

video etc will transmit higher data rates and may require higher transmitted power This would result in greater risk for the cellular phone user unless alternatives such as directive antennas were employed Hence it is expected that these antennas simple compact and adequate for the integration with the cellular phone structure with low cost and reasonable performance would perform an important function in the next generation of cellular phones It is important to remark that the usual guidelines used for the human exposition limitations (eg ICNIRPCENELEC IEEEANSI) only consider the thermal effects of the non ionizing radiation If the non-thermal effects became definitely demonstrated then the exposition limits will have to be substantially reduced Therefore alternatives such as the planar antennas for mobile phones would become more relevant The results are discussed referring to the Precautionary Principle It is observed that in the case of typical base stations the estimated and measured fields are usually bellow the limits even when compared to the more restrictive recommendations with a good quality of communication Also the benefits of the directional antennas use in new generation of mobile phones are discussed Finally the spread use of mobile phones by the children and the young people is considered These for different reasons are more susceptible than the adults Key Words Biological effects Mobile Communications Base Stations Mobile Phones FDTD ndash Finite Difference Time Domain Planar Antennas

I INTRODUCcedilAtildeO

Os telefones celulares tornaram-se parte essencial de nossas vidas atualmente Boa parte das pessoas natildeo pode viver sem estes aparelhos todos satildeo estimulados a tecirc-los mesmo nossas crianccedilas As Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs estatildeo sendo rapidamente instaladas antes que estudos de impactos agrave sauacutede ambiental urbaniacutestico e arquitetocircnico sejam realizados Muitas pessoas assumem que porque os telefones celulares satildeo essenciais e de uso generalizado eles devem seguros Os resultados das pesquisas cientiacuteficas independentes nas aacutereas biomeacutedicas mostrando os efeitos danosos agrave sauacutede satildeo muitas vezes preliminarmente desconsiderados Os fabricantes e as operadoras de telefonia moacutevel sistematicamente reagem com desdeacutem quando as preocupaccedilotildees da comunidade cientiacutefica e da populaccedilatildeo satildeo manifestadas adotando praacuteticas de desinformaccedilatildeo deliberada em relaccedilatildeo aos potenciais riscos agrave sauacutede As autoridades puacuteblicas responsaacuteveis se omitem e a grande imprensa se beneficia das polpudas contas publicitaacuterias deste que eacute um dos negoacutecios mais rentaacuteveis na atualidade

Ateacute o final de 2005 estima-se oficialmente que deveratildeo existir mais de 2 bilhotildees de terminais moacuteveis em utilizaccedilatildeo em todo o mundo e mais que 80 milhotildees no Brasil Em paralelo com este pujante crescimento dos sistemas moacuteveis tem crescido tambeacutem a preocupaccedilatildeo especialmente da populaccedilatildeo e da comunidade cientiacutefica em relaccedilatildeo aos riscos agrave sauacutede que esta tecnologia pode representar Esta preocupaccedilatildeo eacute motivada essencialmente pelas incertezas cientiacuteficas especialmente em relaccedilatildeo aos ldquoefeitos natildeo teacutermicosrdquo da absorccedilatildeo das radiaccedilotildees natildeo ionizantes (RNI) nos seres humanos Os ldquoefeitos teacutermicosrdquo jaacute satildeo haacute muitas deacutecadas bem conhecidos e satildeo os considerados nas normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo aos campos eletromagneacuteticos natildeo ionizantes Entretanto sobre os efeitos natildeo teacutermicos ainda existem certas polecircmicas na comunidade cientiacutefica ainda que muitos destes jaacute tenham sido repetidamente comprovados em experimentos com cobaias e ldquoin vitrordquo e reportados em revistas cientiacuteficas de credibilidade reconhecida

No caso das comunicaccedilotildees moacuteveis em virtude de sua grande disseminaccedilatildeo nas uacuteltimas deacutecadas as preocupaccedilotildees tecircm se concentrado especialmente em relaccedilatildeo aos dois tipos de transmissores tanto os fixos (frequumlentemente chamados de Estaccedilotildees de Raacutedio Base ndash ERBs) bem como os moacuteveis (pex os telefones celulares) Ambos os aspectos merecem a maior atenccedilatildeo e

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 8

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 9: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

consideraccedilatildeo Via de regra as ERBs emitem potecircncias substancialmente maiores que os telefones moacuteveis mas como normalmente as pessoas estatildeo razoavelmente afastadas das antenas das ERBs (p ex mais que 50 ou 100 metros em sua direccedilatildeo de maior irradiaccedilatildeo) a taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR - ldquoSpecific Absorption Raterdquo) calculada em qualquer regiatildeo do corpo em situaccedilotildees tiacutepicas resulta em valores substancialmente abaixo dos limites das normas mais difundidas especialmente aquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos Entretanto na maioria dos casos praacuteticos tambeacutem satildeo respeitados os limites de normas mais restritivas que consideram em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Por outro lado para o caso dos telefones moacuteveis observa-se que a SAR calculada na cabeccedila dos usuaacuterios dos aparelhos que utilizam as antenas tipo monopolo convencionais na condiccedilatildeo normal de uso eacute significativamente maior que os limites das normas mesmo daquelas que consideram somente os efeitos teacutermicos [Bernardi et al 2001 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001]

Obviamente se fossem considerados tambeacutem os efeitos natildeo teacutermicos a situaccedilatildeo entatildeo seria muito mais criacutetica para os usuaacuterios destes telefones moacuteveis O problema eacute que as antenas convencionais (tipo monopolo) irradiam de forma quase simeacutetrica em um plano perpendicular a elas Entatildeo na condiccedilatildeo normal de uso quando estas antenas satildeo operadas muito proacuteximas agrave cabeccedila (pex 25 cm ou menos) a maior parte da energia irradiada eacute absorvida na cabeccedila (pex nos tecidos do ceacuterebro etc) e uma parcela menor de potecircncia eacute irradiada no sentido da ERB com a qual estaacute se comunicando Entatildeo se perde em qualidade de comunicaccedilatildeo a potecircncia emitida eacute automaticamente ajustada para niacuteveis mais elevados o que resulta em maior consumo da bateria e maior risco agrave sauacutede dos usuaacuterios

Uma alternativa eficaz para contornar este problema eacute o uso de antenas planares de moderada diretividade A utilizaccedilatildeo destas antenas em transceptores moacuteveis (como nos telefones celulares) foi proposta haacute algum tempo atraacutes por alguns autores [Jensen and Rahmat-Samii 1995 Salles et al 2001] Estas antenas emitem mais no sentido oposto agrave cabeccedila melhorando a qualidade da comunicaccedilatildeo reduzindo os riscos agrave sauacutede dos usuaacuterios e o consumo da bateria Elas podem ser fabricadas com pequenas dimensotildees e de forma compacta integrada agrave proacutepria caixa dos celulares e satildeo de baixo custo representando entatildeo uma opccedilatildeo interessante para esta utilizaccedilatildeo

Neste trabalho seratildeo resumidos os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos das radiaccedilotildees natildeo ionizantes satildeo mencionadas as principais normas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas (ocupacional e natildeo ocupacional) a estas radiaccedilotildees satildeo apresentadas estimativas teoacutericas e resultados medidos para os campos irradiados por Estaccedilotildees de Raacutedio Base (ERBs) tipicamente utilizadas em sistemas moacuteveis no Brasil e estes resultados satildeo comparados com as principais normas disponiacuteveis Eacute tambeacutem resumido o meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) usado para o caacutelculo da taxa de absorccedilatildeo especiacutefica (SAR) na cabeccedila do usuaacuterio de transceptores moacuteveis com antenas tipo monopolo convencional e com antenas planares tipo patch retangular Satildeo mostrados resumidamente o projeto simulaccedilatildeo do desempenho e os principais resultados medidos com estas antenas para as regiotildees de campo proacuteximo (distacircncias da mesma ordem de grandeza ou menores que o comprimento de onda) e de campo distante (distacircncias maiores que alguns comprimentos de onda)

Os resultados apresentados satildeo discutidos em presenccedila do Princiacutepio da Precauccedilatildeo observando-se que para o caso das ERBs tipicamente utilizadas mesmo as normas mais restritivas satildeo respeitadas mantendo-se boa qualidade no sistema Tambeacutem satildeo discutidos os principais benefiacutecios da utilizaccedilatildeo das antenas diretivas em novas geraccedilotildees de transceptores moacuteveis Finalmente satildeo feitas consideraccedilotildees sobre a utilizaccedilatildeo de telefones celulares por crianccedilas e adolescentes Estes por razotildees diversas satildeo mais suscetiacuteveis que os adultos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 9

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 10: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

II PRINCIPAIS EFEITOS TEacuteRMICOS E NAtildeO TEacuteRMICOS

Em frequumlecircncias tiacutepicas de sistemas de comunicaccedilotildees pex em RF (Raacutedio Frequumlecircncias) ou em microondas os principais efeitos da absorccedilatildeo da radiaccedilatildeo natildeo ionizante podem ser divididos em dois tipos basicamente que satildeo denominados efeitos ldquoteacutermicosrdquo e ldquonatildeo teacutermicosrdquo que seratildeo considerados a seguir

II1 Efeitos teacutermicosOs efeitos teacutermicos satildeo aqueles causados por um aquecimento direto dos tecidos bioloacutegicos

como resultado da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica num meio dissipativo ou com perdas isto eacute nos meios dieleacutetricos onde a permissividade (ou constante dieleacutetrica) apresenta uma parte imaginaacuteria maior que zero A parte imaginaacuteria (εrrdquo) da permissividade relativa de um dieleacutetrico dissipativo pode ser relacionada a uma condutividade equivalente

(1)onde f eacute a frequumlecircncia e εo eacute a permissividade do vaacutecuo Tanto os valores das partes real (εrrsquo ) e imaginaacuteria (εrrdquo ) da permissividade relativa (εr = εrrsquo + j εrrdquo ) bem como da condutividade equivalente σ variam substancialmente com a frequumlecircncia e com o tipo de tecido [Fischetti 1993] Ao contraacuterio das radiaccedilotildees natildeo ionizantes em comprimentos de onda menores (pex no infravermelho ou no visiacutevel etc) as radiaccedilotildees em microondas e em raacutedio frequumlecircncia (RF) natildeo satildeo somente absorvidas pela pele mas dependendo da frequumlecircncia em camadas mais profundas de tecidos tambeacutem Uma vez que os sensores de temperatura do corpo humano estatildeo localizados somente na periferia do corpo efeitos prejudiciais aos tecidos podem ocorrer devido a aquecimentos excessivos em regiotildees mais profundas (p ex nos tecidos do ceacuterebro) sem serem percebidos pelas pessoas

Entatildeo genericamente todos os efeitos que podem ser devidos a um aumento de temperatura nos tecidos satildeo chamados efeitos teacutermicos Estes efeitos teacutermicos tecircm sido estudados haacute muitas deacutecadas [Bernhart 1992 Bronzino 1995 Grant 1981] e os resultados da absorccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos por diferentes tipos de tecidos satildeo relativamente bem conhecidos existindo mesmo normas internacionalmente aceitas que estabelecem limites de exposiccedilatildeo em funccedilatildeo da frequumlecircncia de operaccedilatildeo do tempo de exposiccedilatildeo do tipo de usuaacuterio etc Entre estas pode-se citar pex as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998 IEEE 1991] Em junho de 2002 a ANATEL atraveacutes da sua Resoluccedilatildeo no 303 [ANATEL 2002] recomendou niacuteveis comparaacuteveis aos da norma ICNIRP

Os limites de exposiccedilatildeo satildeo variaacuteveis com a frequumlecircncia em parte por considerar ressonacircncias e tambeacutem por considerar a menor profundidade de penetraccedilatildeo dos campos eletromagneacuteticos em frequumlecircncias mais elevadas A ressonacircncia eacute importante pois quando este fenocircmeno ocorre resulta em maior absorccedilatildeo de energia Por exemplo o corpo humano de um adulto apresenta tipicamente ressonacircncias na faixa de 40 a 80 MHz enquanto o corpo de uma crianccedila pode apresentar ressonacircncias na faixa de 200 a 300 MHz Por outro lado a cabeccedila de um adulto pode apresentar ressonacircncias na faixa de 400 a 500 MHz e na cabeccedila de uma crianccedila a ressonacircncia pode ocorrer na faixa de 700 a 800 MHz [ICNIRP 1998] Ressonacircncias em tecidos e estruturas menores do corpo podem ocorrer em frequumlecircncias mais elevadas

Os limites de exposiccedilatildeo podem ser estabelecidos em intensidade de campo eleacutetrico (Vm) ou de campo magneacutetico (Am) ambos mais utilizados em frequumlecircncias mais baixas pex ateacute algumas centenas de MHz ou em densidade de potecircncia (mWcm2 ou Wm2) normalmente mais utilizada acima de algumas centenas de MHz Por outro lado um paracircmetro dosimeacutetrico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 10

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 11: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

largamente utilizado eacute a ldquoTaxa de Absorccedilatildeo Especiacuteficardquo (SAR) que eacute definida como ldquoa derivada no tempo do aumento de energia ldquopartWrdquo absorvida ou dissipada num elemento de massa ldquopartmrdquo contida num elemento de volume ldquopartVrdquo cuja massa especiacutefica eacute ldquoρrdquo rdquo [Salles 1996 Stuchly 1995] e que analiticamente pode ser expressa por

(2)daiacute eacute possiacutevel em outras palavras dizer-se que a SAR quantifica a potecircncia absorvida por unidade de massa Utilizando o teorema do Vetor de Poynting para campos eletromagneacuteticos com excitaccedilatildeo senoidal no domiacutenio da frequumlecircncia a SAR pode ser tambeacutem expressa por [Salles 1996 Stuchly 1995]

(3)

onde Ei e Ji satildeo os valores de pico do campo eleacutetrico e da densidade de corrente no local considerado Observa-se que a SAR eacute diretamente proporcional ao aumento local de temperatura que eacute responsaacutevel pelos efeitos teacutermicos

(4)onde T eacute a temperatura em graus Celsius e Cp eacute o calor especiacutefico do tecido [Jkg degC]

Um criteacuterio baacutesico utilizado pelas normas que consideram exclusivamente os efeitos teacutermicos eacute que ateacute um niacutevel de SAR de 4 Wkg o acreacutescimo de temperatura dos tecidos natildeo ultrapassa 1 oC o que foi considerado um limite para natildeo haver dano por efeito teacutermico [ICNIRP 1998 IEEE 1991] A exposiccedilatildeo a campos mais intensos produzindo valores de SAR acima de 4 Wkg pode comprometer a capacidade termo-regulatoacuteria do corpo e resultar em niacuteveis danosos de aquecimento dos tecidos [Bernhardt 1992 ICNIRP 1998] Entatildeo a partir daiacute satildeo atribuiacutedos fatores de seguranccedila dependendo se a exposiccedilatildeo ocorrer em (a) ambientes ldquocontroladosrdquo ou ldquoocupacionaisrdquo (pex trabalhadores que estatildeo instruiacutedos e treinados em relaccedilatildeo aos riscos potenciais e alertados a tomar as devidas precauccedilotildees e tem condiccedilotildees de avaliar os niacuteveis de campo identificar situaccedilotildees de maior risco e se proteger adequadamente ou em (b) ambientes ldquonatildeo controladosrdquo ou ldquopuacuteblico em geralrdquo quando pessoas de diferentes idades e com situaccedilotildees de sauacutede variaacuteveis estatildeo envolvidas podendo incluir grupos ou indiviacuteduos mais suscetiacuteveis e que via de regra natildeo estatildeo conscientes ou prevenidos dos riscos de exposiccedilatildeo agrave radiaccedilatildeo natildeo ionizante

Tambeacutem o limite em SAR depende do tipo de exposiccedilatildeo Para exposiccedilatildeo do corpo inteiro por exemplo pode-se considerar a SAR meacutedia que seraacute entatildeo a relaccedilatildeo entre a potecircncia total absorvida pelo corpo e sua massa Entretanto para aquecimentos localizados como os produzidos pelos telefones celulares emitindo muito proacuteximos da cabeccedila do usuaacuterio (a 25 cm ou menos) deve ser usada a SAR local que eacute definida como a potecircncia absorvida por unidade de massa de tecido (pex em mWg ou em Wkg) Pela norma IEEEANSI [IEEE 1991] o valor meacutedio de SAR para um grama de tecido contiacutenuo de 16 mWg natildeo deve ser ultrapassado Pela norma ICNIRPCENELEC [ICNIRP 1998] o niacutevel maacuteximo da SAR (valor meacutedio para 10 g de tecido contiacutenuo) deve ser 2 mWg o que coincide com o valor adotado pela ANATEL

II2 Efeitos natildeo- teacutermicos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 11

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 12: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Os efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo satildeo por exemplo efeitos bioquiacutemicos ou eletrofiacutesicos causados diretamente pelos campos eletromagneacuteticos induzidos e natildeo indiretamente por um aumento localizado ou distribuiacutedo de temperatura Estes efeitos ainda estatildeo sendo estudados havendo atualmente resultados conflitantes na literatura cientiacutefica internacional Alguns resultados de experiecircncias com cobaias e ldquoin vitrordquo mostraram que estes efeitos podem ocorrer em niacuteveis de energia substancialmente inferiores (pex dezenas ou centenas de vezes abaixo) agravequeles correspondentes aos efeitos teacutermicos

Alguns efeitos ldquonatildeo teacutermicosrdquo reportados na literatura incluem efeitos nos sistemas nervoso cardiovascular e imunoloacutegico bem como no metabolismo e em fatores hereditaacuterios [Bernhart 1992 Bronzino 1995] Entretanto nestas aacutereas os resultados ainda satildeo polecircmicos natildeo existindo conclusotildees definitivas o que poderaacute ainda demorar muitos anos Alguns resultados satildeo mesmo conflitantes especialmente devido a teacutecnicas experimentais natildeo muito confiaacuteveis Por exemplo (a) os meacutetodos utilizados para caracterizar os sintomas em estudos epidemioloacutegicos (b) dosimetria em RF e microondas especialmente em campo proacuteximo e (c) a presenccedila de influecircncias estranhas natildeo consideradas na interpretaccedilatildeo dos resultados

Efeitos que foram claramente demonstrados incluem a alteraccedilatildeo no fluxo de iacuteons atraveacutes das membranas das ceacutelulas (afetando particularmente as propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas) alteraccedilatildeo na mobilidade dos iacuteons de caacutelcio (particularmente nos tecidos do ceacuterebro) alteraccedilotildees na siacutentese de DNA e na transcriccedilatildeo de RNA e efeitos na resposta de ceacutelulas normais a moleacuteculas sinalizantes (incluindo hormocircnios neurotransmissores e fatores de crescimento) [Bernhart 1992] Alteraccedilotildees no fluxo de caacutelcio em ceacutelulas na barreira hemato-encefaacutelica (ldquoblood-brain barrierrdquo- BBB que protege o ceacuterebro de certas toxinas) e no desenvolvimento de tumores cerebrais foram tambeacutem reportados [Fischetti 1993]

Entre outras uma incerteza importante que estaacute para ser confirmada eacute se estes efeitos natildeo teacutermicos podem ou natildeo ocorrer em taxas de absorccedilatildeo especiacuteficas bem abaixo daquelas observadas para os efeitos teacutermicos Efeitos no sistema imunoloacutegico foram constatados em cobaias quando a SAR era maior que 04 mWg as ceacutelulas nervosas eram influenciadas quando os valores de SAR eram superiores a 2 mWg e exposiccedilatildeo a SAR entre 2 e 3 mWg promoveu a ocorrecircncia de cacircncer ou carcinomas em ratos [Bernhart 1992] Aleacutem disto alteraccedilotildees no sistema endoacutecrino e na quiacutemica sanguumliacutenea foram relatados quando a SAR eacute maior que 1 mWg e alteraccedilotildees nos sistemas hematoloacutegicos e imunoloacutegicos ocorrem quando a SAR eacute igual ou maior que 05 mWg para exposiccedilotildees prolongadas [Stuchly 1995] Alguns autores resumem os dados experimentais em cobaias sugerindo que os efeitos aparecem em SAR meacutedias entre 1 e 4 mWg e isto tem sido um criteacuterio adotado nas normas mais recentes [Stuchly 1995]

Recentemente os Drs L Salford (neurocirurgiatildeo) e B Persson (biofiacutesico) da Universidade de Lund na Sueacutecia mostraram que niacuteveis muito baixos de exposiccedilatildeo (SAR = 0002 WKg durante somente 2 horas) podem alterar a barreira hemato-encefaacutelica (Blood Brain Barrier- BBB) permitindo que substacircncias quiacutemicas penetrem em neurocircnios no coacutertex no hipocampo e em gacircnglios basais do ceacuterebro Esta alteraccedilatildeo permanecia ainda evidente 4 semanas apoacutes uma uacutenica exposiccedilatildeo de 2 horas mesmo naqueles niacuteveis baixiacutessimos de SAR [NIEHS 2003]

Tambeacutem recentemente foi reportada a induccedilatildeo de proteiacutenas de choque teacutermico (HSP- ldquoHeat-Shock Proteinsrdquo) em vermes do tipo nematoacuteides (ldquoCaenorhabditis Elegansrdquo) com exposiccedilatildeo prolongada a campos eletromagneacuteticos de baixa intensidade (SAR de 0001 WKg em 750 MHz) o que foi atribuiacutedo a mecanismos natildeo teacutermicos que podem tambeacutem ocorrer em tecidos humanos [De Pomerai et al 2000] Isto sugere entatildeo que os limites atuais de exposiccedilatildeo devem ser reconsiderados por exemplo com a adoccedilatildeo do Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 12

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 13: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Revendo a literatura observa-se que agrave medida que as pesquisas avanccedilam e novos resultados aparecem as normas satildeo atualizadas e novos limites mais restringentes satildeo sugeridos Entre as muitas duacutevidas que ainda estatildeo por ser esclarecidas eacute possiacutevel ressaltar por exemplo como o campo eletromagneacutetico atua em determinadas estruturas como (a) nos cromossomos ou nas moleacuteculas de DNA que constituem os genes [Fischetti 1993] e (b) na alteraccedilatildeo da mobilidade dos iacuteons (pex de caacutelcio) particularmente em tecidos do ceacuterebro e nas propriedades eletro-fisioloacutegicas das ceacutelulas nervosas [Bernhart 1995]

A proacutepria OMS - Organizaccedilatildeo Mundial da Sauacutede estaacute coordenando um projeto multinacional visando maior conhecimento dos efeitos natildeo teacutermicos Entre outros reconhece que ldquoexistem ldquobrechas no conhecimentordquo (ldquogaps in knowledgerdquo) que foram identificadas para pesquisas subsequumlentes para se ter melhor avaliaccedilatildeo dos riscos agrave sauacutederdquo ldquoDeve demorar cerca de 3 a 4 anos para que a necessaacuteria pesquisa em RF seja concluiacuteda avaliada e que os resultados de quaisquer riscos sejam publicadosrdquo [WHO 1996]

Por exemplo em relaccedilatildeo agrave utilizaccedilatildeo dos telefones moacuteveis por crianccedilas a Dra Gro Harlem Brundtland Diretora Geral da OMS declarou ldquoEu evitaria deixar crianccedilas utilizar telefones moacuteveis por horas todos os dias porque noacutes natildeo conhecemos o suficiente sobre os danosrdquo [Bruntland 2002] Por outro lado em reuniatildeo realizada no iniacutecio de 2003 a OMS decidiu que jaacute existem ldquoevidecircncias cientiacuteficas suficientesrdquo para a aplicaccedilatildeo do ldquoPrinciacutepio da Precauccedilatildeo - PPrdquo [WHO 2003] Entre outros os resultados do Projeto REFLEX [Reflex Progress Summary 2004] reportaram diversos efeitos natildeo teacutermicos (pex quebras simples e duplas nas moleacuteculas de DNA alteraccedilotildees nos cromossomas etc) que podem ocorrer em niacuteveis de exposiccedilatildeo substancialmente abaixo daqueles correspondentes aos efeitos teacutermicos Segundo entendimento da OMS ldquoo Princiacutepio de Precauccedilatildeo (PP) eacute um criteacuterio de abordagem de riscos aplicado em circunstacircncias com um alto grau de incerteza cientiacutefica refletindo a necessidade de tomar atitudes em face de riscos potencialmente seacuterios sem esperar os resultados da pesquisa cientiacuteficardquo A OMS declara tambeacutem que ldquoNatildeo basta obedecer agraves normas atuais Os sistemas irradiantes devem usar niacuteveis de radiaccedilatildeo eletromagneacutetica tatildeo baixos quanto possiacutevelrdquo [WHO 1996] Este conceito eacute representado pelas siglas ALARA (As Low As Reasonably Achievable) e ALATA (As Low As Technically Achievable) e estaacute por traacutes dos niacuteveis mais restritivos alcanccedilados por um consenso maduro entre empresas prestadoras de serviccedilos e os legisladores garantido-se tambeacutem boa qualidade do serviccedilo pex [Suiacuteccedila 1999]

III PRINCIPAIS NORMAS DISPONIacuteVEIS LIMITANDO AS RNI

As normas disponiacuteveis mais utilizadas podem genericamente ser dividas em dois grupos a) as que consideram somente os efeitos teacutermicos das RNI que estatildeo bem estabelecidos entendendo que natildeo haacute conhecimento cientiacutefico suficiente para a adoccedilatildeo de limites mais restritivos e b) aquelas que adotam niacuteveis mais restritivos considerando em parte os efeitos natildeo teacutermicos das RNI e incorporando em parte o Princiacutepio da Precauccedilatildeo (PP) Entre as primeiras estatildeo as normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC sendo que os limites desta uacuteltima foram tambeacutem adotados pela ANATEL em sua Resoluccedilatildeo 303 Entre as normas que consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos podem ser mencionadas as da Suiacuteccedila Itaacutelia Luxemburgo Beacutelgica Ruacutessia China etc

A tiacutetulo de exemplo na Tabela I abaixo estatildeo resumidos alguns dos limites estabelecidos (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) pelas normas mais difundidas Os valores em SAR (para exposiccedilatildeo localizada e para exposiccedilatildeo de corpo inteiro) especificados pelas normas IEEEANSI e ICNIRPCENELEC (mencionados na seccedilatildeo anterior) estatildeo tambeacutem incluiacutedos nesta tabela

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 13

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 14: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

TABELA I - NORMAS DE EXPOSICcedilAtildeO (EM 850 MHZ) Normas de exposiccedilatildeo

humanaNuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Campo Eleacutetrico E[Vm]

Densida-de de

PotecircnciaUmax

[Wm2]

SAR locali-zada

(WKg)

SAR corpo inteiro (WKg)

ANSIIEEE (1991 92)ICNIRP (1998)ANATEL (2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (1999)

C951ENV 50166-2Resoluccedilatildeo 303

8463381

8896814710

46404040644

5743434301

00430043

1622minusminusminusminus

008008008

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 minus minus

Em relaccedilatildeo aos telefones moacuteveis o IEEE estabeleceu um procedimento de medidas destes aparelhos (IEEE P 1528) que foi recomendado pela FCC nos EUA [FCC 2001] Na Comunidade Europeacuteia o CENELEC tambeacutem estabeleceu em meados 2000 um procedimento de medidas (EN 50360) No Brasil em 2003 o CPqD ndash Centro de Pesquisas e Desenvolvimento em Campinas SP recebeu um equipamento para medidas de SAR Tambeacutem o INPE ndash Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais em Satildeo Jose dos Campos SP deveraacute receber em breve Em 25102001 foi sancionada no municiacutepio de Porto Alegre RS a Lei Municipal No 8797 (publicada no D O de Porto Alegre em 1112001 paacuteg 2) que ldquoDispotildee sobre a obrigatoriedade de confecccedilatildeo e distribuiccedilatildeo de material explicativo dos efeitos das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre a sua correta utilizaccedilatildeo e daacute outras providecircnciasrdquo

Entre outros determina que Art 1o - Ficam as empresas que comercializam aparelhos de telefonia celular no Municiacutepio de Porto Alegre obrigadas a confeccionar e a distribuir no ato da venda material explicativo contendo informaccedilotildees acerca das radiaccedilotildees emitidas pelos aparelhos celulares e sobre as precauccedilotildees necessaacuterias agrave sua correta utilizaccedilatildeo Esta Lei foi regulamentada pelo Decreto Municipal No 14285 de 1092003 (publicado no D O de P Alegre em 2292003 paacutegs 2 e 3) que entre outros determina que Art 3o - O material explicativo de que trata o Art 1o da Lei No 879701 deveraacute conter no miacutenimo as informaccedilotildees constantes no anexo deste Decreto Entatildeo no Anexo estatildeo as ldquoOrientaccedilotildees aos Usuaacuterios de Telefones Celularesrdquo onde entre outros se lecirc ldquoO telefone celular eacute um receptor e emissor de ondas de raacutedio frequumlecircncia (radiaccedilatildeo eletromagneacutetica) razatildeo pela qual recomenda-se a observacircncia das seguintes orientaccedilotildeesbull uso indevido do telefone celular pode causar danos agrave sauacutede logo a prevenccedilatildeo eacute uma estrateacutegia

de sauacutede puacuteblica bull telefone celular natildeo eacute brinquedo infantil portanto evite que as crianccedilas o utilizem como

brinquedo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 14

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 15: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

bull Evite o uso prolongado do celularrdquo

Esta legislaccedilatildeo ainda que necessite melhorias eacute considerada importante pois eacute a primeira no Brasil a tratar deste assunto de forma preventiva

IV CAacuteLCULO DAS DISTAcircNCIAS A PARTIR DAS QUAIS AS NORMAS SAtildeO OBEDECIDAS EM ERBS TIacutePICAS

Para as ERBs tipicamente utilizadas em sistemas de telefonia celular no Brasil foram efetuadas estimativas teoacutericas e medidas dos campos irradiados obtendo-se boa concordacircncia entre ambos Os aspectos teoacutericos dos caacutelculos dos campos para as ERBs foram mostrados em [Salles et al 2000] Uma forma relativamente simples e praacutetica para visualizar os limites a partir das quais as normas satildeo atendidas em cada caso eacute a representaccedilatildeo atraveacutes das ldquoZonas de Exclusatildeordquo que satildeo os locais onde as normas satildeo superadas o que seraacute visto adiante Inicialmente as distacircncias a partir das quais as normas satildeo obedecidas satildeo calculadas a partir da equaccedilatildeo de Friis [Friis 1946] para espaccedilo livre

(5)

onde R(θφ) eacute a distacircncia da antena para um azimute φ e altura θ Pm eacute a potecircncia efetivamente irradiada pela antena por canal Dm eacute a funccedilatildeo de diretividade da antena θm eacute o tilt ou acircngulo de orientaccedilatildeo vertical da antena φm o azimute ou acircngulo de orientaccedilatildeo horizontal da antena Nm o nuacutemero de canais (ldquocanais raacutediordquo) por setor e Umax eacute o limite maacuteximo de densidade de potecircncia para o qual se quer calcular a regiatildeo no qual este limite eacute observado Pode ser acrescentado um fator que leve em conta as reflexotildees e margens de seguranccedila por exemplo 251 e 23 respectivamente de acordo com a Consulta Puacuteblica 29601 que deu origem agrave Resoluccedilatildeo 3032002 ndash ANATEL [ANATEL 2002]

IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos

Todos os caacutelculos foram realizados para a pior situaccedilatildeo para uma ERB tiacutepica Esta ERB possui 3 setores simeacutetricos de azimute 0o 120o e 240o (para efeitos de caacutelculo se assume que as antenas estatildeo localizadas no mesmo ponto) As antenas natildeo tecircm tilt (0o) e a ERB opera na faixa de 850 MHz A potecircncia equivalente isotropicamente irradiada por canal (EiRP) eacute de 150 W (52 dBm) sendo 12 canais por setor O ganho das antenas eacute de 15 dBi

IV2 Regiotildees de Exclusatildeo

Nesta seccedilatildeo satildeo mostradas as regiotildees do espaccedilo para as quais as normas satildeo superadas ou natildeo A regiatildeo externa agrave superfiacutecie representa situaccedilotildees de atendimento agrave norma enquanto a regiatildeo interna representa os pontos onde a norma eacute superada (ldquoregiatildeo de exclusatildeordquo) Para tanto satildeo mostrados diagramas em perspectivas tridimensionais bem como projeccedilotildees horizontais e verticais

Na Tabela II estatildeo resumidas as distacircncias de atendimento agraves diferentes normas Observa-se que para a ERB estudada as normas mais restritivas satildeo atendidas a distacircncias horizontais a partir de cerca de 90 m e a distacircncias verticais a partir de cerca de 20 m

Nos exemplos a seguir satildeo calculadas as superfiacutecies de contorno a partir das quais as normas satildeo obedecidas para uma ERB de meacutedia capacidade e meacutedia potecircncia frequumlecircncia de operaccedilatildeo Bandas A e B (~850MHz) nuacutemero de canais por setor 12 potecircncia por canal 10 W ganho das antenas 12 dBi

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 15

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 16: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

TABELA II DISTAcircNCIAS DE ATENDIMENTO AgraveS NORMAS

Normas Distacircncia horizontal [m]

Distacircncia vertical [m]

ANSIIEEE (No C 951 1991 92)ICNIRP (No ENV 50166-21998)ANATEL (Resol No 303 jul 2002)Porto Alegre (No 8463 jan 2000)Itaacutelia (No 381 1998)Porto Alegre (No 8896 abril 2002)Suiacuteccedila (No 814710 1999)

57636363

428633633

1315151599151151

IECABNT (NBR 60601-1-2 1997) 873 202

A Figura 1 mostra os limites de atendimento da norma ICNIRPCENELEC que tem os limites anaacutelogos aos da recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL [ANATEL 2002] Para esta ERB a partir de uma distacircncia de 63 m na horizontal ou de 15 m na vertical os valores limites da recomendaccedilatildeo da ANATEL satildeo atendidos

Fig1 Zonas de exclusatildeo conforme a recomendaccedilatildeo adotada pela ANATEL Escala = 10 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Figura 2 satildeo mostradas as zonas de exclusatildeo referentes agrave norma da Suiacuteccedila [Suiacuteccedila 1999] Observa-se que para esta ERB a partir de uma distacircncia de 633 m na horizontal ou de 151 m na

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 16

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 17: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

vertical os valores limites da norma suiacuteccedila satildeo atendidos

Fig 2 Zonas de exclusatildeo conforme a norma suiacuteccedila Escala = 100 m (a) perspectiva (b) projeccedilatildeo horizontal (c) projeccedilatildeo vertical

Na Tabela III estatildeo resumidos os valores limites (em frequumlecircncias proacuteximas a 850 MHz) em campo eleacutetrico e em densidade de potecircncia nas normas mais difundidas e as distacircncias (horizontal e vertical) a partir das quais estes limites satildeo respeitados

TABELA III COMPARACcedilOtildeES ENTRE DIFERENTES NORMAS

Normas de exposiccedilatildeo humana

Nuacutemero Valores maacuteximos de exposiccedilatildeo

Distacircncia para uma ERB tiacutepica

E [Vm] Umax

[Wm2]Horiz

[m]Vert [m]

ANSIIEEE (199192)ICNIRPCENELEC (199896)ANATEL (jul 2002)Porto Alegre (jan 2000)Itaacutelia (decreto set 1998)Porto Alegre (abr 2002)Suiacuteccedila (norma dez 1999)

C951ENV 50166-2Resol nordm303

84633818896

814710

46404040644

5743434301

00430043

57636363428633633

1315151599151151

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 17

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 18: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Salzburg Aacuteustria ~ 06 0001 ~ 430 ~ 100

Norma de Compatibilidade

Eletromagneacutetica

E [Vm] Umax

[Wm2]E [Vm] Umax

[Wm2]

IECABNT (out 1997) NBR IEC 60601-1-2

3 0024 873 202

Genericamente pode-se mencionar entatildeo que no caso das ERBs tiacutepicas consideradas desde que as antenas sejam instaladas em torres elevadas (pex 20 ou 30 metros de altura ou mais) mesmo os limites das normas mais restritivas consideradas (pex norma da Suiacuteccedila) satildeo atendidos em distacircncias maiores que cerca de 60 m na direccedilatildeo de maacutexima irradiaccedilatildeo (ieacute a norma eacute atendida desde que a antena esteja 15 m acima do ponto mais elevado num raio de 60 m considerando tilt 0ordm) Estes valores devem ser ajustados e calculados caso a caso Assim para ERBs de grande capacidade (ieacute com um nuacutemero maior de canais) eou grande potecircncia as distacircncias seratildeo maiores que as da Tabela III Inversamente para ERB de menor capacidade eou potecircncia pex mini-ERB as normas seratildeo atendidas em distacircncias menores

V MODELAMENTO DA SAR NA CABECcedilA E DO DIAGRAMA DE IRRADIACcedilAtildeO EM TELEFONES MOacuteVEIS COM ANTENAS CONVENCIONAIS E PLANARES

Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]

III1 O Domiacutenio do ProblemaQuando se desejam processar simulaccedilotildees numeacutericas de um dado problema eacute necessaacuterio

contar com um modelo que represente adequadamente o espaccedilo fiacutesico do mesmo Modelos unidimensionais ou bidimensionais satildeo possiacuteveis tendo como vantagens a correspondente reduccedilatildeo na capacidade de memoacuteria nos tempos de processamento e na complexidade necessaacuteria do equacionamento e dos algoritmos Graccedilas agrave maior capacidade computacional disponiacutevel cada vez mais modelos tridimensionais embora mais exigentes satildeo usados Estes modelos tridimensionais podem ter geometria simples de relativamente faacutecil implementaccedilatildeo como uma representaccedilatildeo de cabeccedila humana por camadas de elipsoacuteides de revoluccedilatildeo ou modelos mais complexos Para o presente estudo optou-se por um domiacutenio tridimensional o mais aproximado possiacutevel da realidade

V11O domiacutenio no campo proacuteximo

O modelo da cabeccedila usado foi desenvolvido especificamente para este trabalho Neste modelo os diferentes tecidos que compotildeem a cabeccedila satildeo tratados como materiais homogecircneos e invariantes definidos a partir de imagens meacutedicas disponiacuteveis imagens de cortes (Figura 3a) Raios-X e ressonacircncias magneacuteticas (Figura 3b) Estas imagens num total de 128 com espaccedilamento ∆ = 18 mm entre cortes contiacuteguos foram tratadas individualmente usando teacutecnicas de reconhecimento de padrotildees automaacuteticas e manuais (p ex maacutescaras de cores do software CorelDraw com correccedilatildeo individual do reconhecimento de estruturas) para a conformaccedilatildeo de um conjunto de arquivos de imagens bitmap (Figura 3c) dos quais foi extraiacuteda a malha do domiacutenio uma matriz tridimensional de 128 x 170 x 130 pontos ou pixels totalizando aproximadamente 3 milhotildees de pontos (Figura 3d)

Os diferentes tecidos ou materiais identificados correspondem a pelegordura muacutesculos ossos ceacuterebro olhos e o ar Entatildeo uma vez que estes tecidos satildeo considerados homogecircneos as

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 18

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 19: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

estruturas menores como vasos capilares natildeo satildeo levadas em consideraccedilatildeo

(a) (b) (c) (d)Figura 3 Imagens meacutedicas originais (a) corte sagital da cabeccedila e (b) imagem de ressonacircncia magneacutetica do mesmo corte (c) Imagem simplificada de um corte sagital da cabeccedila com seus tecidos identificados por cores (d) Ilustraccedilatildeo de um plano da matriz de domiacutenio onde cada iacutendice corresponde a um tecido

TABELA IV PARAcircMETROS DOS TECIDOS USADOS NA SIMULACcedilAtildeOTecido εr σ [Sm] ρ [kgl]PeleGordura 365 0700 110Muacutesculo 553 2000 104Osso 775 0105 185Ceacuterebro 460 1650 103Olho 800 1900 102

Os paracircmetros eletromagneacuteticos meacutedios dos diferentes tecidos presentes foram definidos de acordo com [Jensen and Rahmat-Samii 1995] e com [Iskander et al 2000] para a frequumlecircncia de 1900 MHz e constam na Tabela IV Estes valores satildeo proacuteximos dos valores recomendados pelo FCC e IEEE [IEEE 2001]

Dos valores da Tabela IV se observa que deveraacute ocorrer uma elevada densidade de fluxo eleacutetrico devido agraves constantes dieleacutetricas elevadas o que associado aos altos valores de condutividade iraacute resultar em SAR elevada para alguns tecidos de acordo com a equaccedilatildeo (3)

V12 O domiacutenio no campo distante Malha multidimensional

A malha fina de ∆ = 18 mm permite uma adequada representaccedilatildeo dos diferentes tecidos bioloacutegicos e dos detalhes da antena e do aparelho celular Poreacutem para obter os diagramas de irradiaccedilatildeo das antenas simuladas foi implementada uma segunda malha de menor detalhamento com ceacutelulas de ∆g = 27 mm onde foram obtidos os valores de campo para uma distacircncia 10 λ para garantir que se estaacute na regiatildeo de campo distante que eacute mais homogecircnea A Figura 4 abaixo ilustra um domiacutenio composto de duas malhas com ceacutelulas de dimensotildees diferentes [Iskander et al 2001]

Fig 4 Representaccedilatildeo de uma malha com ceacutelulas de duas dimensotildees como a implementada

A malha fina foi implementada com 2304 times 3060 times 3240 cm3 (128∆ times 170∆ times 180∆) enquanto a malha grossa tem 351 times 3645 times 459 m3 (130∆g times 135∆g times 170∆g) O acoplamento dos

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 19

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 20: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

problemas nas duas malhas se daacute quando os valores calculados nos pontos extremos da malha fina satildeo usados como valores de fonte para os pontos coincidentes da malha grossa [Salles et al 2002]

V2 Limitaccedilatildeo do domiacutenio Estabilidade e Dispersatildeo NumeacutericaA condiccedilatildeo de contorno utilizada neste trabalho foi uma parede absorvedora como a

descrita por Mur (de 2da ordem) [Mur 1981] dado que esta soluccedilatildeo exige menos recursos computacionais que outras soluccedilotildees como a PML Perfect Matching Layer [Beacuterenger 1996 Taflove 1998] e manteacutem uma boa atenuaccedilatildeo da onda refletida na parede suficiente para este tipo de simulaccedilatildeo [Lazzi 97] Esta condiccedilatildeo eacute necessaacuteria para simular uma propagaccedilatildeo em espaccedilo livre num domiacutenio numeacuterico que necessariamente deve ser truncado Aleacutem das reflexotildees nas bordas do domiacutenio as simulaccedilotildees poderatildeo divergir dependendo da relaccedilatildeo entre o comprimento da onda propagada e as dimensotildees das ceacutelulas de discretizaccedilatildeo e tambeacutem do nuacutemero de iteraccedilotildees Neste caso como o caacutelculo de SAR natildeo eacute sensiacutevel agrave fase pode ser tolerado certo grau de dispersatildeo na regiatildeo proacutexima Na regiatildeo de campo distante (malha grossa) o nuacutemero de pontos por comprimento de onda eacute relativamente pequeno e o intervalo de convergecircncia da simulaccedilatildeo fica portanto reduzido Isto natildeo comprometeria a obtenccedilatildeo dos diagramas de irradiaccedilatildeo desde que os mesmos podem ser determinados como medidas relativas de campo nas diferentes direccedilotildees Para contornar estas dificuldades soluccedilotildees baseadas nos potenciais vetoriais em integrais do campo distante [Sullivan and Young 2001] e outras variantes do meacutetodo FDTD como o meacutetodo Pseudo Espectral no Domiacutenio do Tempo (PSTD) que requer apenas dois pontos de caacutelculo por comprimento de onda [Liu and He 2001] e alternativas incondicionalmente estaacuteveis (pex Alternating Direction-Implicit-FDTD ou ADI-FDTD [Chung et al 2003] ) foram propostas

V3 O AlgoritmoO meacutetodo FDTD resolve num domiacutenio de caacutelculo previamente discretizado as equaccedilotildees

diferenciais de Maxwell numa forma expliacutecita de diferenccedilas finitas [Taflove 1998] Desta forma os caacutelculos satildeo realizados localmente considerando apenas a vizinhanccedila do ponto calculado e as soluccedilotildees avanccedilam no tempo a cada iteraccedilatildeo o que permite resolver problemas transientes e outros como neste caso nos quais a adequada representaccedilatildeo do domiacutenio de caacutelculo exige matrizes de grandes dimensotildees O algoritmo implementa equaccedilotildees semelhantes agrave (6) que diferem das equaccedilotildees originalmente propostas pelo fato de calcular ambos os campos eleacutetrico e magneacutetico numa uacutenica malha e natildeo em malhas intercaladas evitando a duplicaccedilatildeo da malha

(6)

VI PROJETO E SIMULACcedilAtildeO DE ANTENAS PLANARES

Uma vez que as ceacutelulas da digitalizaccedilatildeo da cabeccedila possuem um tamanho definido (∆) tanto as dimensotildees dos elementos presentes na simulaccedilatildeo (telefone celular antena etc) quanto o posicionamento relativo dos mesmos satildeo muacuteltiplos inteiros deste valor Por exemplo a distacircncia do telefone celular agrave cabeccedila eacute 054 cm (3∆) ou seja proacutexima a uma distacircncia tiacutepica de utilizaccedilatildeo O tempo total de cada simulaccedilatildeo no supercomputador Cray T94 foi em torno de 2 horas (incluindo o tempo de espera) utilizando para tanto uma memoacuteria de 820 MB para um total de 2400 iteraccedilotildees na malha fina com ∆t asymp 3 ps correspondendo a um tempo total de 7205 ns Este nuacutemero de iteraccedilotildees corresponde a 160 iteraccedilotildees na malha grossa para um ∆tg asymp 45 ps pois a relaccedilatildeo entre ∆t e ∆tg corresponde agravequela entre as dimensotildees das malhas fina e grossa ∆ e ∆g garantindo a mesma

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 20

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 21: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

velocidade de propagaccedilatildeo em ambas as malhas para um mesmo meio

VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda

O modelo do aparelho celular portaacutetil consiste numa caixa metaacutelica coberta com uma camada dieleacutetrica (εr = 21) de 18 mm com dimensotildees totais de 45times198times117 mm (25∆times11∆times65∆) A antena foi modelada por uma haste metaacutelica de 396 mm (22∆) de comprimento fixada na parte superior da caixa metaacutelica A frequumlecircncia de operaccedilatildeo definida foi de 18926 GHz para que estas dimensotildees correspondam a λ4

A alimentaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de um cabo coaxial que conecta a antena a uma softsource colocada numa ceacutelula imediatamente acima da parede absorvedora onde eacute forccedilado o campo Ey

(Figura 5a)

VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar

Diferentes antenas planares foram propostas [Kaneda et al 2002 Nakano et al 2002 Romeu and Soler 2002 Yang et al 2001] Aqui seraacute apresentada uma antena em microstrip do tipo patch retangular simples porque suas caracteriacutesticas satildeo adequadas para esta aplicaccedilatildeo e seu projeto jaacute eacute bastante estabelecido [Balanis 1997 Garg et al 2001] Nas simulaccedilotildees foram utilizados os paracircmetros do substrato RTduroid 5880 de baixas perdas que foi usado na implementaccedilatildeo da antena (εr = 22 tgδ = 00009 e h = 36 mm) A largura da antena deve ser compatiacutevel com a largura do aparelho (45 mm = 25 ∆) e com as dimensotildees das ceacutelulas (voxels) da malha utilizada nas simulaccedilotildees FDTD Com esta limitaccedilatildeo de largura o plano de terra fica pequeno os meacutetodos analiacuteticos claacutessicos usados para o projeto (bem como em algumas simulaccedilotildees) apresentam entatildeo resultados aproximados sendo necessaacuterias medidas ou simulaccedilotildees mais adequadas (pex FDTD) para uma caracterizaccedilatildeo mais precisa A antena foi projetada para ter uma largura W1 = 342 mm (19∆) e comprimento L1 = 54 mm (30∆) de forma que usando as equaccedilotildees para o modelo de cavidade [Garg et al 2001] verifica-se que a ressonacircncia ocorre em 1893 GHz (Fig 5b)

(a) (b)Fig 5 (a) Representaccedilatildeo do aparelho celular portaacutetil modelado com antena tipo monopolo de frac14 de onda alimentada por cabo coaxial e (b) com antena planar com alimentador coaxialVI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg

A antena projetada foi simulada tambeacutem utilizando o programa para simulaccedilatildeo de estruturas planares Ensemblereg (SV v 2057) [Ansoft 2002] obtendo-se para os paracircmetros acima

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 21

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 22: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

listados uma taxa de onda estacionaacuteria de 1014 A largura de banda calculada [Balanis 1997] para uma taxa de onda estacionaacuteria (VSWR) = 3 foi de 11 MHz e a simulada foi de cerca de 60 MHz Esta largura de banda pode ser melhorada com um projeto otimizado para este fim Outros dados obtidos de caacutelculos satildeo os fatores de qualidade de perdas no condutor Qc = 661x103 de perdas no dieleacutetrico Qd = 120506x103 de irradiaccedilatildeo Qi = 21183401 e total Qt = 17538344 Com isso a eficiecircncia estimada eacute de η = 8279 Observa-se que este modo de alimentaccedilatildeo natildeo eacute tatildeo adequado quanto a sonda coaxial utilizada em [Salles et al 2002] obtendo-se maior eficiecircncia e largura de banda (η = 8617 e BW = 13 MHz) pois aqui a linha de transmissatildeo de alimentaccedilatildeo contribui tambeacutem para a irradiaccedilatildeo como se observa em [Salles et al 2002]

VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo

Nas simulaccedilotildees efetuadas satildeo comparados valores de SAR na cabeccedila de um usuaacuterio de telefone celular portaacutetil para duas situaccedilotildees a) utilizando antena monopolo de frac14 de onda e b) utilizando a antena microstrip planar (patch retangular) O objetivo desta comparaccedilatildeo eacute verificar a distribuiccedilatildeo de campo no espaccedilo bem como observar se ocorre diferenccedila na SAR dos tecidos da cabeccedila devido agrave utilizaccedilatildeo destes dois diferentes tipos de antenas

Nas Figura 6 estatildeo mostradas respectivamente as distribuiccedilotildees de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) em cortes frontais (no plano da antena monopolo) e coronais (na base da antena monopolo) Eacute possiacutevel observar-se que os niacuteveis de campo no ceacuterebro satildeo substancialmente inferiores (mais que 10 dB) quando a antena diretiva eacute usada

Nas Figura 7 estatildeo mostradas as distribuiccedilotildees em escala logariacutetmica (em dB) para facilidade de leitura da SAR (10timeslog[SAR]) na cabeccedila para os mesmos cortes frontais e coronais respectivamente Esses valores de SAR satildeo normalizados para uma potecircncia entregue agrave antena de Pdel = 600 mW (pior situaccedilatildeo potecircncia maacutexima irradiada por um telefone celular analoacutegico ou um digital operando em roaming) onde 0 dB corresponde agrave SAR = 1 mWg Da mesma forma observa-se que os valores de SAR na cabeccedila obtidos com a antena diretiva satildeo pelo menos 10 dB inferiores aos obtidos com a antena convencional Eacute possiacutevel estimar nas Figura 7 o valor meacutedio de SAR para 10 g de tecido contiacutenuo a partir do caacutelculo em volumes cuacutebicos com cerca de 22 cm de aresta Uma vez que a norma recomendada pela ANATEL [ANATEL 2002] para o Brasil estabelece um limite maacuteximo de SAR = 2 mWg observa-se nas Figura 7a e 7c que a antena convencional supera por muitas vezes aquela norma nas condiccedilotildees mencionadas Estes resultados satildeo comparaacuteveis aos obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Dimbylow and Gandhi 1991 Iskander et al 2000 Jensen and Rahmat-Samii 1995 Okoniewski and Stuchly 1996 Watanabe et al 1996] Por outro lado conforme mostrado em trabalhos anteriores [Salles et al 2000 2001] o maior afastamento entre a antena e a cabeccedila pode levar ao atendimento da norma mesmo quando a antena convencional eacute utilizada

No caso da antena diretiva a reduccedilatildeo dos valores do campo e da SAR na cabeccedila eacute consideraacutevel levando via de regra ao atendimento agrave norma Resultados anaacutelogos tambeacutem foram obtidos por outros autores [Bernardi et al 2001 Jensen and Rahmat-Samii 1995]

(a) (b) (c) (d)

Figura 6 Imagens frontais (xy) da intensidade de campo eleacutetrico (20timeslog|E|) obtidas ao final das simulaccedilotildees onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva e imagens

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 22

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 23: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

coronais (xz) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

(a) (b) (c) (d)Figura 7 Imagens frontais (xy) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) simulada onde utiliza-se a) o monopolo de frac14 de onda e b) a antena diretiva Imagens coronais (xz) da distribuiccedilatildeo da SAR (10timeslog(SAR)) para c) o monopolo de frac14 de onda e d) a antena diretiva

Uma vez que a potecircncia absorvida na cabeccedila (que eacute parte da potecircncia absorvida total Pabs) eacute menor observa-se uma melhoria na eficiecircncia de irradiaccedilatildeo η = (Pdel ndash Pabs)Pdel das antenas diretivas (em comparaccedilatildeo com o monopolo) o que jaacute havia sido assinalado por outros autores

VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante

O meacutetodo FDTD com a malha grossa foi utilizado para obter os resultados em campo distante (d ge 10λ) com e sem a presenccedila da cabeccedila tanto para a antena monopolo como para a antena diretiva em cerca de 19 GHz Os diagramas de irradiaccedilatildeo obtidos na forma polar no plano horizontal estatildeo apresentados na Figura 8 tanto da antena monopolo como da antena diretiva Estes tecircm escala radial de 5 dB e para efeitos de simplicidade na comparaccedilatildeo os campos estatildeo normalizados na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila Nas simulaccedilotildees a metalizaccedilatildeo posterior da antena (ou seja o plano terra) natildeo estaacute efetivamente aterrada configurando uma situaccedilatildeo mais proacutexima agrave situaccedilatildeo realmente encontrada no caso dos telefones portaacuteteis onde natildeo existe um plano terra efetivo Nesta situaccedilatildeo obteve-se um diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal com uma relaccedilatildeo frente ndash costas de cerca de 10 dB como mostra a Figura 8b Resultado semelhante foi obtido por [Iskander et al 2000] Tambeacutem os resultados medidos e apresentados a seguir satildeo proacuteximos deste valor e podem ser considerados adequados para a aplicaccedilatildeo em antenas de transceptores moacuteveis operados muito proacuteximos agrave cabeccedila do usuaacuterio

Na Figura 8a aparecem os diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal para a antena monopolo de frac14 de onda com (linha pontilhada) e sem (linha contiacutenua) a cabeccedila Observa-se uma diminuiccedilatildeo de cerca de 5 dB na direccedilatildeo do usuaacuterio devido agrave presenccedila da cabeccedila como tecircm sido usado no projeto de enlaces (Body Loss) [Holma and Toskala 2000 Nielsen et al 2002] Na Figura 8c ambas antenas satildeo comparadas quando operam na presenccedila da cabeccedila Aiacute se observa entatildeo que no caso da antena diretiva (linha pontilhada) a relaccedilatildeo frente ndash costas se manteacutem pouco menor que 10 dB Entatildeo para o caso de uma antena diretiva com baixas perdas e baixa taxa de onda estacionaacuteria naturalmente a energia emitida na direccedilatildeo oposta agrave cabeccedila (direccedilatildeo preferencial de comunicaccedilatildeo) eacute maior do que no caso da antena convencional o que seria beneacutefico em termos de caacutelculo do enlace (Power Budget)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 23

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 24: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

VII COMPARACcedilOtildeES DOS RESULTADOS DA SAR PARA ADULTOS E CRIANCcedilAS

Alguns autores mostraram comparaccedilotildees entre os valores simulados para a SAR em adultos e em crianccedilas e em adolescentes [eg Gandhi O P et al 1996 Fernaacutendez et al 2005] Por razotildees diversas os resultados satildeo mais criacuteticos para os mais jovens que para os adultos Entre outras uma vez que os tecidos mais jovens apresentam maior conteuacutedo de liacutequido salino os paracircmetros das ceacutelulas no ceacuterebro destes satildeo mais elevados (pex permissividade relativa e condutividade) Isto resulta em maior concentraccedilatildeo de campo e maior dissipaccedilatildeo de energia naqueles tecidos Tambeacutem a espessura do cracircnio dos adultos eacute maior que nos mais jovens daiacute haacute maior penetraccedilatildeo dos campos no ceacuterebro destes Finalmente e muito importante nos mais jovens a reproduccedilatildeo das ceacutelulas eacute mais raacutepida e como alguns efeitos (especialmente os natildeo teacutermicos) ocorrem especialmente na ocasiatildeo da reproduccedilatildeo das ceacutelulas entatildeo a situaccedilatildeo eacute mais criacutetica nos mais jovens Isto estaacute mostrado nas Fig 9 e 10 Na Fig 9 estatildeo comparadas as SAR simuladas para uma crianccedila de 5 anos 10 anos e um adulto [Gandhi et al 1996]

Fig 9 ndash Comparaccedilotildees da SAR em crianccedilas de 5 e 10 anos e em adultos [Gandhi et al 1996]

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 24

Fig 8b Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal em espaccedilo livre (sem a

cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14 de

ondaLinha pontilhada rarr antena diretiva

Fig 8c Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal na situaccedilatildeo de uso

(com a cabeccedila)Linha contiacutenua rarr monopolo de frac14

de ondaLinha pontilhada rarr antena

diretiva

Fig 8a Diagrama de irradiaccedilatildeo horizontal para a antena monopolo de

frac14 de ondaLinha contiacutenua rarr sem a cabeccedila

Linha pontilhada rarr com a cabeccedila

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 25: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

A Fig 10 mostra as SAR simuladas para adultos (esq) e para crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Fig 10 ndash Comparaccedilotildees da SAR para um adulto (esq) e para uma crianccedila de 10 anos (dir) [Fernaacutendez et al 2005]

Observa-se em ambas figuras que nos mais jovens a penetraccedilatildeo eacute maior que nos adultos pelas razotildees expostas

VIII RESULTADOS MEDIDOS EM ANTENAS PLANARES

Dois protoacutetipos da antena projetada foram realizados sobre substratos RTduroidreg 5880 de 18 mm de largura e utilizando conectores SMA

Figura 11 Antena em microstrip tipo ldquopatchrdquo retangular medida

Em sequumlecircncia foram realizadas medidas em cacircmera anecoica de 5times5times5 m3 usando como receptor um Analisador de Interferecircncia superheterodino EMC-60 Electro-Metrics acoplado agrave antena sob teste e como gerador um Sintetizador de Frequumlecircncias 6745B Wiltron com um amplificador VZL6041-K1 Varian e antena corneta padratildeo Desta forma foram realizados dois tipos de medidas (a) medidas em que o plano terra da antena patch foi desconectado da malha de terra dos cabos do receptor para simular a situaccedilatildeo de uso de um telefone celular (ou seja sem plano de terra efetivo) e (b) medidas com o conector normalmente soldado ao plano terra

Observa-se que quando o plano de terra natildeo estaacute efetivamente aterrado tem-se uma relaccedilatildeo frente ndash costas de aproximadamente 10 dB e acircngulo de meia potecircncia de 150ordm que satildeo valores proacuteximos aos obtidos nas simulaccedilotildees FDTD Jaacute com o plano terra efetivamente aterrado verifica-

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 25

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 26: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

se uma relaccedilatildeo frente ndash costas maior que 20 dB e acircngulo de meia potecircncia de cerca de 110ordm Comparaccedilotildees de diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para os dois tipos de aterramento e o diagrama obtido na simulaccedilatildeo FDTD estatildeo na Figura 12

Fig 12 Diagramas de irradiaccedilatildeo no plano horizontal medidos para antena patch com o plano terra efetivamente aterrado [azul] natildeo aterrado[vermelho] e calculado com o FDTD [verde] (5 dB por divisatildeo na escala radial)

IX COMENTAacuteRIOS E CONCLUSOtildeES

Neste trabalho inicialmente satildeo revisados os principais efeitos teacutermicos e natildeo teacutermicos da radiaccedilotildees natildeo ionizantes e as normas mais difundidas que limitam a exposiccedilatildeo das pessoas a estas radiaccedilotildees A seguir os valores obtidos de campo eleacutetrico irradiado por uma Estaccedilatildeo de Raacutedio Base (ERB) tiacutepica satildeo comparados com os limites de exposiccedilatildeo estabelecidos por algumas destas normas Os resultados satildeo apresentados na forma de regiotildees de exclusatildeo no interior das quais os limites das normas satildeo superados e fora delas estes limites satildeo respeitados

Algumas normas utilizadas para comparaccedilatildeo consideram somente os efeitos teacutermicos da absorccedilatildeo da energia eletromagneacutetica natildeo ionizante (pex normas IEEEANSI ICNIRP e ANATEL) e outras consideram em parte os efeitos natildeo teacutermicos (pex normas da Itaacutelia e da Suiacuteccedila) adotando entatildeo o Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Os resultados obtidos indicam que para as situaccedilotildees tipicamente encontradas nas ERB localizadas em torres elevadas (pex cerca de 30 ou 40 m ou mais) e sendo desobstruiacutedas as direccedilotildees de maior irradiaccedilatildeo as zonas de exclusatildeo normalmente estatildeo substancialmente afastadas dos locais onde possam haver pessoas

Isto se verifica mesmo em comparaccedilatildeo com as normas mais restritivas indicando entatildeo que estas podem ser adotadas sem inviabilizar a operaccedilatildeo dos sistemas Desta forma satildeo resguardados os requisitos de adequada cobertura e qualidade de sinal e ao mesmo tempo satildeo contempladas as preocupaccedilotildees de precauccedilatildeo quanto aos possiacuteveis riscos agrave sauacutede devidos as radiaccedilotildees natildeo ionizantes

Foram tambeacutem resumidos a simulaccedilatildeo da SAR absorvida na cabeccedila do usuaacuterio de telefones moacuteveis (adultos e crianccedilas) dos campos irradiados nas regiotildees proacutexima e distante com antenas convencionais e com antenas planares bem como o projeto as estimativas teoacutericas e as medidas em uma antena planar simples em microstrip tipo patch retangular para a faixa de 19 GHz O meacutetodo FDTD foi utilizado para determinar o diagrama de irradiaccedilatildeo no plano horizontal e os

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 26

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 27: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

valores dos campos irradiados na regiatildeo de campo proacuteximo Observa-se que quando natildeo existe efetivo aterramento do plano de terra (situaccedilatildeo anaacuteloga agrave da operaccedilatildeo tiacutepica de um telefone celular) os resultados para o diagrama de irradiaccedilatildeo medidos foram bastante proacuteximos aos simulados usando o meacutetodo FDTD Observa-se pex relaccedilatildeo frente ndash costas da ordem de 10 dB e abertura de feixe de meia potecircncia da ordem de 150ordm Isto resulta numa reduccedilatildeo da SAR na cabeccedila a um valor que pode ser suficiente para o atendimento das normas mais difundidas [ICNIRP 1995 IEEE 1991]

Eacute importante ressaltar que os modelamentos (exatos) mostram que por algumas razotildees os efeitos em crianccedilas e adolescentes podem ser substancialmente mais criacuteticos que em adultos especialmente porque nas crianccedilas e adolescentes observa-se espessura menor do cracircnio atenuando menos a onda antes que atinja o ceacuterebro maior penetraccedilatildeo uma vez que a onda atinge a regiotildees mais internas do ceacuterebro Aleacutem disto nas crianccedilas verifica-se que o metabolismo eacute mais raacutepido (as ceacutelulas se reproduzem mais rapidamente daiacute quaisquer efeitos danosos devem ser mais criacuteticos) Tambeacutem normalmente as recomendaccedilotildees de prudecircncia e cautela satildeo menos consideradas

As antenas planares apresentando moderada diretividade sendo pequenas compactas integraacuteveis na caixa do transceptor e de baixo custo poderatildeo se constituir em alternativa desejada para utilizaccedilatildeo em futuras geraccedilotildees de transceptores moacuteveis com uma melhoria na qualidade do sinal reduccedilatildeo no consumo da bateria e reduccedilatildeo do risco agrave sauacutede dos usuaacuterios Isto torna-se importante especialmente porque as normas internacionais mais difundidas consideram unicamente os efeitos teacutermicos Daiacute caso os efeitos natildeo teacutermicos sejam efetivamente reconhecidos entatildeo os limites de exposiccedilatildeo deveratildeo se tornar substancialmente mais restritivos tornando ainda mais recomendaacutevel a utilizaccedilatildeo de antenas diretivas Isto deveraacute ser acompanhado de outras providecircncias objetivando a reduccedilatildeo dos niacuteveis irradiados na direccedilatildeo da cabeccedila do usuaacuterio e visando o atendimento ao Princiacutepio da Precauccedilatildeo

Agradecimentos Os autores agradecem ao Paulo Serafini aos professores Jorge Amoretti Lisbocirca e Francisco de Assis Tejo e aos alunos Giovani Bulla e Martin Elbern por suas importantes colaboraccedilotildees em diferentes etapas deste trabalho

REFEREcircNCIASABNT ndash Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas NBR IEC

60601-1-2 Equipamento Eletromeacutedico ndash Norma Colateral Compatibilidade Eletromagneacutetica ndash Prescriccedilotildees e Ensaios Out 1997

ANATEL (Agecircncia Nacional de Telecomunicaccedilotildees) Regulamento sobre Limitaccedilatildeo da Exposiccedilatildeo a Campos Eleacutetricos Magneacuteticos e Eletromagneacuteticos na faixa de Radiofrequumlecircncias entre 9 kHz e 300 GHz Brasilia 2002 Jun 2 anexo agrave Resoluccedilatildeo nordm 303

Ansoft Ensemble 3D electromagnetic Method of Moments simulation tool for high-frequency design Available from httpwwwansoftcomnewspress_releaseensemble_sv_11_00cfm

Balanis C Antenna Theory Analysis and Design New York John Wiley amp Sons 1997 ISBN 0-471-59268-4

Beacuterenger JP Improved PML for the FDTD Solution of Wave-Structure Interaction Problems IEEE Transactions on Antennas and Propagation 1997 Mar v 45 n 3 p 466-473

Bernardi P Cavagnaro M Pisa S and Piuzzi E Power absorption and temperature elevation induced in the human head by a dual-band monopole-helix antenna phone IEEE

Transactions on Microwave Theory and Techniques 2001 Dec v 49 n 12 p 2539-46

Bernhart JH Non-Ionizing Radiation Safety Radiofrequency Radiation Electric and Magnetic Fields Physics on Medicine and Biology 1992 v 37 n 4 p 807-844

Bronzino JD ed The Biomedical Engineering Handbook N YorkCRC Press amp IEEE Press 1995p1380-1440

Bruntland GH WHOrsquos Bruntland Backs Repacholirsquos EMF Project Em Microwave News v XXII n 4 JulyAugust 2002 p 8

CENELEC (Comiteacute Europeacuteen de Normalisation en Eacutelectronique et en Eacutelectrotechnique) Basic Standard for the Measurement of Specific Absorption Rate Related to Human Exposure to Electromagnetic Fields from Mobile Phones (300 MHz - 3 GHz) Brussels CENELEC 2000 Apr Rev Final Draft TC-211

Chung YS Sarkar TK Jung BH and Salazar-Palma M An Unconditionally Stable Scheme for the Finite-Difference Time-Domain Method IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2003 Mar v 51 n3 p 697-704

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 27

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 28: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Non-Thermal Heat-Shock Response to Microwaves Nature 2000 May v 405 n 25 p 417-8

de Pomerai D Daniells C David H Allan J Duce I Mutwakil M Thomas D Sewell P Tattersall J Jones D and Candido P Microwave Radiation Induces a Heat-Shock Response and Enhances Growth in the Nematode Caenorhabditis Elegans IEEE Trans on Microwave Theory and Tech 2000 Nov v 48 n 11 p 2076-2081

Dimbylow PJ and Gandhi OP Finite-Difference Time-Domain Calculations of SAR in a Realistic Heterogeneous Model of the Head for Plane-Wave Exposure from 600 MHz to 3 GHz Physics in Medicine and Biology1991 Aug v 36 n 1 p1075-89

Fernaacutendez C R Bulla G Pedra A C Salles A A A Comparison of Electromagnetic Absorption Characteristics in the Head of Adult and Children for 1800 MHz Mobile Phones IMOC 2005 Brasilia DF 25-29 jul 2005

FCC (Federal Communications Commission) OET (Office of Engineering amp Technology) Bulletin 65 2001 Jun Available from wwwfccgovoet

Fischetti M The Cellular Phone Scare IEEE Spectrum 1993 Jun v30 n6 p 43-47

Friis HT A Note on a Simple Transmission Formula Proceedings of IRE v 34 May 1946

Gandhi O P G Lazzi and CM Furse ldquoElectromagnetic Absorption in the Human Head and Neck for Mobile

Telephones at 835 and 1900 MHzrdquo IEEE Trans on MTT vol 44 No 10 October 1996 pp1884-1897

Garg R Bhartia P Bahl I and Ittipiboon A Microstrip Antenna Design Handbook London Artech House 2001 ISBN 0-890-06513-6

Grant LJ Practical Aspects of Non-Ionizing Radiation Protection Leeds UK The Hospital lsquoPhysicistsrsquo Association 1981

Holma H and Toskala A editors WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications New York John Wiley amp Sons 2000 ASIN 0471720518

ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection) Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 300 GHz) Health Physics 1998 Apr v 74 n 4 p 494-522

IEEEANSI (The Institute of Electrical and Electronics EngineersAmerican National Standards Institute) IEEE C951-1991 IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields 3 kHz to 300 GHz New York The IEEE Inc 1992

IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE P1528 IEEE Recommend Practice for Methods for Testing Specific Absorption Rate (SAR) of Wireless Handsets New York The IEEE Inc 2001

Iskander MF Yun Z and Quintero-Illera R Polarization and human body effects on the microwave absorption in a human head exposed to radiation from hand held devices IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 2000 Nov v 48 n 11 p 1979-87

Itaacutelia 1998 - Ministerio dellrsquo Ambiente Decreto 10 settembre 1998 nordm 381 -Regolamento recante norme per la determinazione dei tetti di radiofrequenza compatibili con la salute umana pubblicato sulla GU nordm 257 03 Nov 1998

Jensen MA and Rahmat-Samii Y EM interaction of handset antennas and a human in personal communications Proceedings of the IEEE 1995 Jan v 83 n 1 p 7-17

Kaneda N Deal WR Qian Y Waterhouse R and Itoh T A Broad Band Planar Quasi Yagi Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Aug v 50 n 8 p 1158-60

Lazzi G Furse CM and Gandhi OP Optimization and Design of

Conductivity Profiles for the PML Boundary Condition and Its Application to Bioelectromagnetic Problems IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium 1997 Jul 13-18 Montreal (Canada) v1 p486-489

Liu QH and He JQ An efficient PSTD Algorithm for Cylindrical Coordinates IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1349-51

Mur G Absorbing boundary conditions for the finite-difference approximation of the time-domain electromagnetic field equations IEEE Trans on Electromagnetic Compatibility 1981 Nov v23 n4 p 377-382

Nakano H Yasui H and Yamauchi J Numerical Analysis of Two Arm Spiral Antennas Printed on a Finite Size Dielectric Substrate IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2002 Mar v 50 n 3 p 362-370

NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) Environmental Health Perspectives 2003 Apr Available from wwwehponlineorg (Salford)

Nielsen J Pedersen G Olesen K and Koacutevacs I Statistics of Measured Body Loss for Mobile Phones IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Sept v 49 n 9 p 1351-3

Okoniewski M and Stuchly MA A study of the handset antenna and human body interaction IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p1855-64

Reflex Progress Summary disponivel em httpwwwitisethzchdownloadsREFLEX_ProgressSummarypdf

Romeu J and Soler J Generalizad Sierpinski Fractal Multiband Antenna IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Aug v 49 n 8 p 1237-9

Salles AAA Efeitos Bioloacutegicos dos Telefones Celulares Portaacuteteis Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 1996 Dez v 11 n 1 p 71-80

Salles AAA Lisbocirca JA Fernaacutendez C e Neves ES Estimativas Teoacutericas e medidas dos Campos Irradiados por Estaccedilotildees Raacutedio Base In Gomes A editor SBMO2000 Anais do IX Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2000 Ago 07-11 Joatildeo Pessoa (PB) 2000 v1 p473-477

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Distacircncia da Antena e Potecircncia Absorvida na Cabeccedila do Usuaacuterio de Telefone Celular Portaacutetil Revista da Sociedade Brasileira de Telecomunicaccedilotildees 2001 Jun v 16 n 1 p 16-28

Salles AAA Fernaacutendez C e Bonadiman M Simulaccedilatildeo do Campo Distante e da SAR na Cabeccedila do Usuaacuterio do Telefone Celular para Antenas Convencionais e Planares In Fontana E and de Oliveira AJB editores SBMO2002 Anais do X Simpoacutesio Brasileiro de Microondas e Optoeletrocircnica 2002 Ago 12-16 Recife (PE) 2002 v1 p347-351

Salles AAA Fernaacutendez C and Bonadiman M Far Field Near Field and SAR Simulation for Cell Phones Operating Close to the Head In Fernandes HCC editors ITS2002 Proceedings of the IEEE ndash COMSOC International Telecommunications Symposium 2002 Sept 8-12 Natal (RN) Brazil 2002 v1

Stuchly MA Mobile Communication Systems and Biological Effects on their Users The Radio Science Bulletin 1995 Dec n 275 p 7-13

Suiacuteccedila 1999 - Switzerland Federal Agency for Environment Forests and Landscape Ordinance on Non-Ionizing Radiation Protection nordm 814710 December 23 1999 Art 64ap 14

Sullivan D and Young JL Far Field Time Domain Calculations from Aperture Radiators Using the FDTD Method IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Mar v 49 n3 p 464-9

Taflove A Advances in Computational Electrodynamics ndash the Finite Difference Time Domain Method London Artech

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 28

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 29: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

House 1998 ISBN 0-89006-834-8Watanabe S Taki M Nojima T and Fujiwara O Characteristics

of the SAR Distributions in a Head Exposed to Electromagnetic Fields Radiated by a Hand-Held Portable Radio IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 1996 Oct v 44 n 10 p 1874-83

WHO (World Health Organization) Electromagnetic Fields Available from httpwwwwhointpeh-emfenindexhtml

WHO (World Health Organization) Application of the

Precautionary Principle to EMF European Commission Meeting 2003 Fev 24-26 Luxemburg Available from httpwwwwhointpeh-emfmeetingsarchiveen tambeacutem em Microwave News v XXIII n 2 MarchApril 2003 p 1

Yang F Zhang XX Ye X and Rahmat-Samii Y Wide Band E-Shaped Patch Antennas for Wireless Communications IEEE Transactions on Antennas and Propagation 2001 Jul v 49 n 7 p 1094-1100

Novidade para proacutexima ediccedilatildeo

O Grupo Tchecirc Quiacutemica estaacute abrindo uma seccedilatildeo de cartas na revista Entatildeo se vocecirc quiser comentar algum artigo fazer alguma sugestatildeo ou reclamaccedilatildeo por favor escreva para o seguinte endereccedilo tchequimicatchequimicacom e no campo assunto da mensagem coloque o tiacutetulo de ldquocarta para revistardquo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 29

Visite nosso Yahoo Group em httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 30: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Notas raacutepidas

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 30

uarr Em ALTA

Pesquisadores de Santo Andreacute SP produziram Biodiesel com recursos proacuteprios a partir do oacuteleo de Mamona utilizando a rota de transesterificaccedilatildeo alcalina e KOH como catalisador O KOH eacute um catalisador menos potente que o NaOH poreacutem por ser um macronutriente os seus resiacuteduos apoacutes tratamento podem se tornar excelentes fertilizantes para o solo

Parabeacutens ao Felipe e ao Valmir (em peacute da esquerda para a direita) e ao Celso e agrave Cristiane (sentados)

Para maiores informaccedilotildees escreva para Valmir Giratildeo em valmirgiraopqucombr

uarr Em ALTA

A Universidade Federal de Lavras e a Prefeitura Municipal de Varginha ndash MG organizaram o II Congresso Brasileiro de Plantas Oleaginosas Oacuteleos Gorduras e Biodiesel

Aos colegas que natildeo participaram este ano fiquem atentos pois em 2006 ocorreraacute a 3ordf ediccedilatildeo do congresso Excelente local para troca de ideacuteias e tecnologias

httpwwwuflabr

uarr Comunicaccedilatildeo utilizando VoIP Diga adeus agraves contas telefocircnicas Para saber mais visite o

site do Skype ou do FireFly

O livro Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes tem o intuito de levar a puacuteblico a teacutecnica de eletrodiaacutelise como uma alternativa de processo de tratamento de efluentes liacutequidos Apesar de natildeo ser recente este procedimento natildeo haacute muito eacute utilizado com esta finalidade

Esta teacutecnica traz diversas vantagens sobre outros processos de tratamento de efluentes Entre eles os mais expressivos satildeo a possibilidade de trabalharem de forma contiacutenua o fato de dispensarem a adiccedilatildeo de reagentes quiacutemicos a natildeo geraccedilatildeo de resiacuteduos e a fato de poder trabalhar em circuito fechado reaproveitando a aacutegua tratada

As necessidades atuais de novas tecnologias de tratamento de resiacuteduos serem adotadas urgem diante das atrocidades ambientais que hoje se fazem tatildeo presente em nosso cotidiano A mudanccedila da cultura imediatista que visa o lucro instantacircneo para uma visatildeo mais ampla que trabalhe preservando o ambiente se faz presente e as empresas que natildeo se adequarem sucumbiratildeo frente agraves exigecircncias do mercado Assim surge a eletrodiaacutelise como uma alternativa de tecnologia limpa no tratamento de resiacuteduos liacutequidos e assim surge o livro

Eletrodiaacutelise uma tecnologia limpa no tratamento de efluentes liacutequidos (wwweletrodialisecjbnet)Daniel Arsand

O autor

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 31: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

POLARIZABILIDADES ESTAacuteTICAS E DINAcircMICAS EM TRANSICcedilOtildeESHIPERSENSITIVAS NOS COMPOSTOS Nd(pic)33(tmso) E Nd(pic)32(rac-besm) EM

SOLUCcedilOtildeES DE ACETONITRILA E NITROMETANO

Francisco Joseacute Santos Lima1 e Marcos Antocircnio Andrade da Silva2

1Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciecircncias Exatas e da TerraCep 59072-970 CP 1662 e-mail limafjsyahoocom

2Universidade Federal da Paraiacuteba - Centro de Ciecircncias Exatas e da NaturezaCep58051-900 CP 5093 e-mail maasquimicaufpbbr

ABSTRACT

In this work the electronic polarizability of the Nd3+ ion in the Nd(pic)33(tmso) and Nd(pic)32(rac-besm) compounds were appraised in acetonitrile and nitromethane solutions

Then they were compared with the β δ and b12 bonding optical parameters in solution The program WebLab ViewerPro was applied for the construction of the molecular model of these compounds and the obtained experimental data was interpreted It was observed a strait relationship among the character of the metal-ligand connection the electronic polarizability and the steric effects in the studied compounds

RESUMO

Neste trabalho foram avaliadas as polarizabilidades eletrocircnicas do iacuteon Nd3+ nos compostos Nd(pic)33(tmso) e Nd(pic)32(rac-besm) em soluccedilotildees de acetonitrila e nitrometano e

comparadas com os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo β δ e b12 em soluccedilatildeo Aplicamos o programa WebLab ViewerPro para a alaboraccedilatildeo da modelagem molecular desses compostos bem como interpretamos seus dados para ressaltar a observaccedilatildeo experimental Observamos que existe um estreito relacionamento entre o caraacuteter da ligaccedilatildeo metal-ligante a polarizabilidade eletrocircnica e os efeitos esteacutericos nos complexos estudados

INTRODUCcedilAtildeO

Das propriedades eleacutetricas dinacircmicas de aacutetomos e moleacuteculas as duas mais importantes e de impacto nas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas que tecircm implicaccedilotildees no comportamento estrutural espectral e fotoquiacutemico de uma espeacutecie ou de um sistema satildeo i) o momento de dipolo induzido e ii) a polarizabilidade eletrocircnica O primeiro quantifica a deslocalizaccedilatildeo de carga em relaccedilatildeo a um estado (no caso mais simples) natildeo perturbado quando da interaccedilatildeo de campo eletromagneacutetico constante ou variaacutevel O segundo permite avaliar a facilidade espacial com a qual esta deslocalizaccedilatildeo ocorre frente ao efeito causador da perturbaccedilatildeo sendo afetado pelas interaccedilotildees fiacutesicas eou quiacutemicas do proacuteprio sistema [LIMA 1999]

A polarizabilidade eletrocircnica eacute a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 31

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 32: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

eletromagneacutetica interage com uma espeacutecie quiacutemica opticamente ativa e promove uma transiccedilatildeo de um estado menos excitado para um mais excitado no fenocircmeno da absorccedilatildeo de foacutetons A Figura 01 ilustra o fenocircmeno da expansatildeo da nuvem eletrocircnica idealizado

Figura 01 - Ilustraccedilatildeo da interaccedilatildeo da radiaccedilatildeo eletromagneacutetica com uma espeacutecie na expansatildeo da nuvem eletrocircnica causando a distorccedilatildeo esfeacuterica de configuraccedilatildeo (por aproximaccedilatildeo para um fenocircmeno isotroacutepico) no fenocircmeno da polarizabilidade eletrocircnica [LIMA1999]

Uma anaacutelise detalhada deste efeito pode levar a um conhecimento mais elaborado da natureza fotoquiacutemica dos sistemas que interagem com a luz e agrave partir destes modificar suas propriedades aplicativas peculiares manipulando a quiacutemica do sistema [LIMA 1998a LIMA 1998b]

Os efeitos da polarizabilidade eletrocircnica podem ser avaliados a partir da expressatildeo [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b]

onde e e Me satildeo carga e massa do eleacutetron respectivamente Pok a forccedila do oscilador referente a

transiccedilatildeo especificada νok o baricentro da frequecircncia de transiccedilatildeo k eacute uma variaacutevel

perturbacional associada aos efeitos do campo eletromagneacutetico variaacutevel e ν a frequumlecircncia associada aos efeitos dissipativos com o meio natildeo eleacutetrico da mateacuteria

PROPRIEDADES ESPECTRAIS DO IacuteON Nd3+

O iacuteon Nd3+ (4f3) possui 41 niacuteveis de energia e seus espectros tanto em cristais como em soluccedilatildeo apresentam muitas bandas devido as transiccedilotildees do niacutevel fundamental 4I92 para os niacuteveis

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 32

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 33: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

excitados da configuraccedilatildeo A transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 estaacute localizada na regiatildeo visiacutevel (sim 17500 cm-1) e eacute hipersensitiva Ocorre outra transiccedilatildeo para o niacutevel 2G72 menos intensa proacutexima a esta que

se sobrepotildee (sim 17460 cm-1) A intensidade das transiccedilotildees 4I92 rarr 4G52 2G72 aleacutem de fornecer informaccedilotildees relativas a natureza da ligaccedilatildeo e paracircmetros espectrais como forccedila do oscilador e polarizabilidades eletrocircnicas tem sido tambeacutem comumente usada na determinaccedilatildeo da composiccedilatildeo e das constantes de estabilidade de complexos de neodiacutemio atraveacutes de vaacuterios meacutetodos espectrofotomeacutetricos [YATSIMIRSKII 1979] Em nossos trabalhos temos usado esta transiccedilatildeo para avaliarmos a influecircncia dos grupos ligantes e da geometria da moleacutecula na deformaccedilatildeo da nuvem 4f3 quando ocorre esta transiccedilatildeo

EXPERIMENTAL

Avaliamos neste trabalho a deformaccedilatildeo da nuvem eletrocircnica nos compostos estudados por Andrade da Silva [ANDRADE DA SILVA 1991 ANDRADE DA SILVA 1996] em sua

dissertaccedilatildeo de mestrado e em sua tese de doutorado para a transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr4G52 2G72 no iacuteon Nd3+ influenciada pelo campo ligante dos acircnions picratos e dos ligantes neutros rac-besm (rac-bis-etilsulfinil-metano) e tmso (tetrametilenosulfoacutexido) em dois solventes diferentes Usamos um programa POLAZ-F para avaliar as magnitudes das deformaccedilotildees de configuraccedilatildeo do iacuteon Nd3+ agrave partir da forccedila do oscilador e do baricentro das transiccedilotildees experimentais Atraveacutes do programa WebLab ViewerPro 312 executamos a modelagem molecular para o acircnion picrato os ligantes neutros tmso e rac-besm e os complexos Ndpic33tmso e Ndpic32rac-besm As figuras 01 02 03 e 04 ilustram os modelos sugeridos para os ligantes estudados e os complexos no qual usamos os dados de estequiometria difraccedilatildeo de raios-x condutacircncia molar e espectroscoacutepicos discutidos no trabalho de Andrade da Silva[03a 03b] As tabelas 01 e 02 mostram as magnitudes das polarizabilidades nestes compostos As figuras 02 e 03 ilustram o perfil da curva de polarizabilidades estaacutetica e dinacircmicas do iacuteon Nd3+ nestes compostos Calculamos os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para as soluccedilotildees de neodiacutemio relativo ao iacuteon aquoso Nd3+ e correlacionamos com os valores de polarizabilidades obtidos A Tabela 03 e a Figura 04 mostram as magnitudes dos paracircmetros oacutepticos e o comportamento das polarizabilidades estaacuteticas relativas aos paracircmetros oacutepticos obtidos em soluccedilatildeo

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 33

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 34: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Figura 01 ndash Modelagem para o acircnion picrato Estaacute mostrada tambeacutem a curva de potencial eletrostaacutetico para a espeacutecie

Figura 02 ndash Modelagem para os ligantes (a) rac-bis(etilsulfinil)metano (rac-besm) e (b) tetrametilenosulfoacutexido (tmso) Estatildeo mostradas tambeacutem as curvas de potencial eletrostaacutetico

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 34

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 35: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Figura 03 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic33tmso Tem-se trecircs picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e os trecircs ligantes tmso estatildeo monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Figura 04 ndash Modelagem proposta para o complexo Ndpic32rac-besm Tem-se trecircs iacuteons picratos bidentados (pelo oxigecircnio fenoacutelico e por um grupo nitro) e dois ligantes rac-besm monodentados pelo grupo S-O A superfiacutecie de potencial eletrostaacutetico tambeacutem estaacute mostrada

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 35

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 36: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

RESULTADOS

As magnitudes das polarizabilidades estaacuteticas foram da ordem de 10-27 stc2 s2 g-1 ou cm3

(Tabela 01 e Figura 03) como tem sido relatado pela literatura [LIMA 1999 LIMA 1998a LIMA 1998b] As polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase tambeacutem foram obtidas dentro do esperado da ordem de 10-20 stc2 s2 g-1 ou cm3 (Tabela 02)

Tabela 01 - Forccedila do oscilador frequumlecircncia de transiccedilatildeo e polarizabilidades estaacuteticas dos compostos estudados

Composto S Pok x10-6

(adim)νok x1014

(Hz)

αest

x10-27

Nd(pic)32(rac-besm) N 643 5138 1567Nd(pic)33(tmso) N 545 5136 1327Nd(pic)32(rac-besm) A 564 5138 1374Nd(pic)33(tmso) A 548 5136 1334S - Solvente N = Nitrometano A= Acetonitrila α (stc2s2g-1 ou cm3)

Tabela 02 - Polarizabilidades dinacircmicas maacutexima miacutenima e fora de fase dos compostos estudados

Composto S αmaacutex

x10-20

αmiacuten

x10-20

α

x10-20

Nd(pic)32(rac-besm) N 3863 -3861 7735Nd(pic)33(tmso) N 3274 -3269 6548Nd(pic)32(rac-besm) A 3388 -3387 6785Nd(pic)33(tmso) A 3292 -3287 6584

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 36

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 37: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Figura 05 - Polarizabilidades eletrocircnicas da transiccedilatildeo hipersensitiva 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+ em quatro diferentes ambientes quiacutemicos

Os paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo mostraram que os compostos apresentam em suas ligaccedilotildees um valor predominantemente iocircnico com menos de 100 de caraacuteter covalente e o envolvimento dos orbitais 4f do metal com os orbitais do ligante eacute muito pequeno sendo a

funccedilatildeo de onda dos compostos em valores meacutedios aproximada para langΦ4f = 0995 ψ4f - 0069 langΦ

Ligs [HENRIE 1968 WONG 1963] (Tabela 03) A Figura 03 ilustra a correlaccedilatildeo das polarizabilidades estaacuteticas versus o montante dos orbitais 4f do metal que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo do tipo covalente

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 37

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 38: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Tabela 03 - Paracircmetros oacutepticos de ligaccedilatildeo para a transiccedilatildeo 4I92 rarr 4G52 2G72 (560 - 610 nm) no iacuteon Nd3+

Composto β δ()

b12 (1-b)12

Nd(pic)32(rac-besm) N 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) N 17133 099035 097440 0069462 099517Nd(pic)32(rac-besm) A 17138 099064 094484 0068410 099532Nd(pic)33(tmso) A 17133 099035 097440 0069462 099517

Nd3+(aquo) = 17300 cm-1 [YATSIMIRSKII 1979]

Figura 06 - Polarizabilidades estaacuteticas versus (1-b)12ψ4f o montante dos orbitais 4f que natildeo se encontram envolvidos em uma ligaccedilatildeo quiacutemica do tipo covalente

DISCUSSOtildeES

Observamos (Figura 03) que o efeito criado pelos ligantes rac-besm e tmso satildeo proacuteximos poreacutem maiores valores de polarizabilidades foram obtidos para o composto de Nd(pic)32(rac-besm) em nitrometano seguido pelos Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila Nd(pic)33(tmso) em acetonitrila e Nd(pic)33(tmso) em nitrometano O ligante rac-besm que apresentou maior caraacuteter iocircnico em suas ligaccedilotildees com o caacutetion metaacutelico proporcionou uma maior distorccedilatildeo na nuvem eletrocircnica do iacuteon neodiacutemio em ambos os solventes (Figura 03)

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 38

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 39: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

especialmente para o solvente nitrometano (DN = 27 DN = donor number) que oferece menores repulsotildees intereletrocircnicas e menor capacidade de coordenaccedilatildeo do que o solvente acetonitrila (DN = 141) possibilitando assim de certa forma uma distorccedilatildeo mais pronunciada do eleacutetron 4f3 na nuvem eletrocircnica do caacutetion metaacutelico no complexo possivelmente devido o eleacutetron se encontrar mais livre nesta ligaccedilatildeo do tipo caraacuteter covalente menos pronunciado do que em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter covalente maior onde existe um aprisionamento do eleacutetron mais eficaz e localizado Entendemos que nestes sistemas o fato do eleacutetron 4f3 natildeo estaacute envolvido em uma ligaccedilatildeo de caraacuteter mais covalente permitiu uma maior mobilidade facilitando a expansatildeo da nuvem eletrocircnica ao contraacuterio do iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso que se apresentou relativamente um pouco mais covalente O iacuteon neodiacutemio com o ligante tmso natildeo apresentou aumento significativo em quaisquer dos dois solventes Apenas em acetonitrila a polarizabilidade foi um pouco maior que o nitrometano (1334x10-27 e 1327x10-27 cm3

respectivamente) provavelmente devido ao maior DN deste solvente Uma conclusatildeo interessante nestes sistemas pode ser observada a partir da Figura 04 Qualquer tentativa de efeito coordenante induzida pelo solvente em um sistema de ligaccedilotildees com predominacircncia eletrostaacutetica limita a expansatildeo da nuvem do sistema Nd3+ provocando menores valores de polarizabilidades eletrocircnicas Isto pode ser observado comparando-se o comportamento para o complexo Nd(pic)32(rac-besm) em acetonitrila e nitrometano Entendemos que a mudanccedila de orbitais envolvidos na interaccedilatildeo metal-ligante (neste caso solvente) influencia no mecanismo das transiccedilotildees intensificando ou diminuindo sua probabilidade favorecendo a uma maior ou menor deformaccedilatildeo na nuvem eletrocircnica quando a radiaccedilatildeo interage com os sistemas moleculares

AGRADECIMENTOSAo CNPq pelo suporte financeiro

REFEREcircNCIAS01) ANDRADE DA SILVA M A 1991 - Dissertaccedilatildeo de

Mestrado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

02) ANDRADE DA SILVA M A 1996 - Tese de Doutorado apresentada ao Instituto de Quiacutemica da USP orientada pela Profa Dra Leacutea Barbieri Zinner

03) HENRIE D E and Chopin G R 1968 - Environmental Effects on f-f Transitions II - Hypersensitivity in Some Complexes of Trivalent Neodymium - J Chem Phys 49 477-81

04) LIMA F J S 1999 - A Contribuiccedilatildeo Claacutessica do Eletromagnetismo agrave Polarizabilidade Eletrocircnica (de uma Concepccedilatildeo Imaginaacuteria

agrave Adaptaccedilatildeo Real) e referecircncias - Natildeo publicado

05) LIMA F J S Silva A G Espiacutenola J G P Oliveira S F e Teotonio E E S 1998a - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 158-163

06) LIMA F J S Silva A G Assis E F 1998b ndash Static And Dynamic Polarizability In Hypersensitive Transistions On Lanthanide Picrate Compounds - Ann Assoc Bras Quiacutem 47 (2) 164-169

07) WONG et al 1963 - J Chem Phys 38 78608) YATSIMIRSKII K B and Davidenko N K 1979 -

Absorption Spectra and Structure of Lanthanide Coordination Compounds in Solution - Coordination Chemistry Review

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 39

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 40: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

ON THE TIME REVERSION IN FEYNMANrsquoS QEDby

Wladimir Guglinski (wladimirguglinskihotmailcom)

May 30 2005ABSTRACTFeynmanrsquos Quantum Electrodynamics was developed by considering the reversion in time which means that there is a violation in the causality something in the future yields a happening in the past Here we show that the paradox exists when one tries to understand the electronrsquos motion through a classical trajectory However by considering that the electron actually moves through a helical trajectory the success of Feynmanrsquos theory can be explained without considering the reversion in time

1 THEORETICAL ADVANTAGES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)The HT of the elementary particles was proposed by Natarajan[1] From the several advantages that the HT brings to Theoretical Physics it can be mentioned the following ones

A) The authors Lindsay and Margenau in the page 353 of their book[2] comment the velocity of an electron according to the equation V= c2v obtained by applying the de Brogliersquos postulate ldquoIn the inertial system with respect to which it is moving with constant velocity the electron appears as a progressive wave The wave velocity can clearly never be less than c since v le c This might seem to contradict the fundamental result of special relativity in accordance to which c is the maximum possible velocity for the propagation of physical effects [hellip] The exact picture is still in question or perhaps one should say that there is now grave doubt whether such a pictorial representation is at all satisfactory Nevertheless the de Broglie idea initiated wave mechanicsrdquo From their words we realize that the incompatibility between the Relativity and Quantum Mechanics lies in the de Brogliersquos postulate So if there is theoretical possibility of eliminating the incompatibility through a new theory that replaces the de Broglie postulate by the HT of course that the theorists cannot neglect such a possibility they have the duty to investigate it

B) In another authorrsquos paper[3] it is shown that a theory developed from de Brogliersquos postulate is unable to explain a new version of the Michelson-Morley experiment conceived by the author in which the light is replaced by a flux of protons and the interferometer is replaced by a crystal This new version of the Michelson-Morley experiment can be explained only if we consider that the protons move through a helical trajectory

C) In the authorrsquos paper[4] on the photonrsquos model it is shown that Maxwellrsquos Equation can be obtained from a model of photon where two particles move through the helical trajectory

D) In 1964 Christenson and collaborators discovered that the system (KO KO ) sometimes is responsible by a process interpreted as a ldquotemporal reversionrdquo In the authorrsquo paper[5]

proposing a new model of neutron it is shown that the interpretation by a temporal reversion can be avoided when we consider the spin-fusion mechanism which is a property of the particles that move through the helical trajectory as proposed in another authorrsquos paper[6] Obviously a new interpretation that eliminates a time reversion hypothesis cannot be neglected by considering that it is absurd to suppose that the Nature operates through the temporal reversion

E) The belief on the existence of non-local interactions (according to Quantum Mechanics) comes from the interpretation on the Allan Aspect experiment based upon the Bellrsquos Theorem However the validity of such theorem lies on the following premise that de Brogliersquos postulate reflects indeed a fundamental property of the matter (the duality wave-particle) But since from several theoretical evidences we conclude that Brogliersquos postulate lead us to problems without solution and remembering that we can consider the duality wave-particle as a property of the HT then we could not take the Bellrsquos Theorem as the point of departure for proposing that non-local interactions exist in the Nature In a paper[7] on the EPR paradox a new interpretation (based on local interactions) is proposed for explaining the Allan Aspect experiment taking in consideration the model of

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 40

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 41: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

photon[4] proposed by the authorF) Among the several successes obtained by Bohr with his hydrogen model perhaps the most

striking is the calculation of the Rydbergrsquos constant From the theoretical calculation Bohr has obtained RH=10968100m-1 while from the experiments the constant obtained is RH=109677576plusmn12m-1 Considered from the viewpoint of the probability it is impossible that Bohrrsquos successes are merely accidental (such a hypothesis is against the laws of probability) In another paper[8] by proposing a new hydrogen model where a corpuscular electron moves through HT about the proton the author shows not only that Bohrrsquos successes are not accidental but it is even shown that Bohrrsquos model can be conciliated with Schroedingerrsquos Equation a theoretical task that it is possible by considering the electronrsquos motion through the HT within the electrosphere So one of the greatest mysteries of Physics - the success of Bohrrsquos model - is demystified thanks to the HT

From those several advantages of the HT one realizes that its contribution to Theoretical Physics must be considered seriously And here it is shown one more advantage from the electronrsquos HT it is possible to eliminate the time reversion in Feynmanrsquos Quantum Electrodynamics Considering that the time reversion is the most unacceptable paradox of QM the author hopes that the advantages of the HT will be taken in consideration by the scientific community starting from now

2 FEYNMANNrsquoS STARTING POINTAccording to the classical electromagnetism the force exercised by a load over another one is transmitted by the way of an electromagnetic field the load generates a field that actuates on the other one As the field propagates with the speed c of light the first load influences on the second after a time such delay is the time t that the field spends to peruse the distance L between the two loads (t = Lc) Feynman started to develop his theory form the assumption that the force of interaction between two electrons is not due to a field The interaction is an ldquoaction at distancerdquo between the loads which is felt by the second load after a time t=Lc predicted in the classical electromagnetism Let us see how he introduced the time reversion in his theoryMaxwellrsquos Equations symmetrical with regard to the time admit two sort of solutions The first ones correspond to the waves that leave away the source by wasting a time (in our common sense about time) They are called ldquoretardedrdquo because they arrive to the receptor after a delay since they peruse the space with the speed of light The second solutions not considered commonly because they make no sense (the effect happens before the cause) correspond to waves that converge to the source and do again the curse of time with the speed of light They are called ldquoadvancedrdquo because they arrive to the receptor before their departure from the source (they leave out the source in the future go back in the time and arrive to the receptor in the past time)Feynmanrsquos theory considers that the receptor receives in a present instant these advanced waves (emitted by the source in an instant of the future) So in his theory the interaction between the source and the receptor combines two sort of waves the retarded waves received by the receptor after their emission by the source and the advanced waves received by the receptor before their emission by the source Feynman determined that such combination is formed by 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesThe Fig 1 illustrates the combination of retarded and advanced waves according to Feynmanrsquos hypothesis a load with motion (source) induces an electromagnetic field The action of this electromagnetic field over another load (receptor) is described by the Maxwellrsquos Equations As they are symmetrical with regard to the time their solutions are of two kind the retarded and the advanced waves received by the receptor So looking at the Fig 1 in the present instant t the receptor receives a) the retarded waves emitted by the source in the past time trsquo= tminusLrsquoc (1)b) and it also receives the waves that shall be emitted in the future time trsquorsquo= t + Lrsquorsquoc (2)

As trsquorsquo is the future with regard to the present time t of course that such a theory defies the Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 41

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 42: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

logic since the receptor receives the advanced wave before its emission by the source (such advanced wave goes back in the time after leaving out the source in the future time trsquorsquo it arrives to the receptor in the present time t) But the experiments have corroborated the calculations obtained from Feynmanrsquos theory

3 PROPERTIES OF THE HELICAL TRAJECTORY (HT)1) The HT appears in the Diracrsquos theory of the electron In their book[2] Lindsay and Margenau

say in the page 508 ldquoThe only possible resolution of this apparent paradox is to assume that the electron performs in a classical sense a rapidly periodic movement with the speed of light while it progresses uniformly along x in conformity with (12) Schrodinger was the first to point out this peculiar trembling motion its actual significance is not clearly understoodrdquo

2) According to Natarajanrsquos proposal ldquoWhen we consider a particle at rest in the laboratory frame it has no external motion (vCX = 0) The internal velocity however is given by vIN= c (Postulate 4) On the other hand if the particle is observed to be moving with a uniform velocity v in the laboratory (vCX = v) then vIN should be vIN = (c2 - v2)12 so that the result of these two velocities is still c (Postulate 3 and 4)rdquo

If we consider the hypothesis that an electron can lose its HT (in some kind of interactions) along a very short time in order that during a fraction of second its trajectory becomes rectilinear then in this case from Natarajanrsquos postulates 3 and 4 we conclude that along such short rectilinear motion the electron peruses it with the speed c of light

4 NEW HYPOTHESIS FOR FEYNMANrsquoS PARADOXThe electron (source) in the Fig 2 comes from the left moving through HT with speed v In the point A it emits a wave Such emission yields an internal disturbing in the resultant of forces that keep the electron moving with circular motion transversally to the line center of the HT As consequence the electron does not move through HT after emitting the wave it gets a classical rectilinear motion The Fig 3 where crsquo= (c2 - v2)12 shows the composition of the velocities from the point A to B and it is seen that the electron peruses the distance AB with the speed c of light Let us continue to describe what happens in the Fig 2 In the point B the electron emits another wave and after that it moves from B to C keeping the classical trajectory In the point C it retrieves its circular motion about the line center of the HT and so it goes from C to D with speed vrsquo (vrsquoltv because the electron has emitted two waves one in the point A and another in the point B)In the point D the electron emits another wave it loses again its circular motion about the line center of the HT and so it goes with speed c from D to E where it emits another wave and after that it peruses the distance EF with speed c In the point F it retrieves again its HT and moves from F to G with speed vrsquorsquo (vrsquorsquoltvrsquo) and so onLet us analyze the interaction between the source and the receptor according to the Fig 2 The first wave is emitted in the point A in the time trsquo= t-Lrsquoc and it arrives to the point R (receptor) in the tune t The second wave is emitted in the point B But since the electron already has perused the distance AB with the speed of light then the second wave also arrives to the point R in the time t (together with the first wave because the distance ABR is perused with the speed of light AB is perused by the electron with speed c and BR is perused with speed c by the second wave) Therefore the both trajectories AB and ABR are perused with the speed of light and therefore the two waves arrive to the receptor together Of course that the influence of the two waves on the receptor is the same the reason why in his hypothesis Feynman has arrived to the conclusion that according to his theory the interaction with the receptor would be caused by a combination of 50 of retarded waves and 50 of advanced wavesNow consider the situation from the Feynmanrsquos viewpoint In the Fig 1 he supposed that the source would have to move from A to B with a speed v Then from such hypothesis it would be impossible to consider that the second wave could arrive to the receptor together with the first wave since the emission of the second wave would have a time delay corresponding to the

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 42

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 43: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

time necessary for the electron to move with the speed v between the points A and B of the Fig 1

5 CONCLUSIONSOne could say that the arguments proposed in the paper are based on speculation only So what could be the advantage for the science to consider a new interpretation for the meaning of the Feynmanrsquos theoryResponse First of all we have to take in consideration that the temporal reversion is absurd and therefore it is reasonable to believe that there is some hidden unknown mechanism responsible for the success of Feynmanrsquos theory If such hypothesis is correct the success of his theory is accidental and it is important to discover what is the real mechanism of the phenomenonBesides such new interpretation can encourage the researchers to investigate the phenomenon and in this way new experiments can bring a definitive answer to the paradoxIn one among his lectures about the nanotechnology Feynman predicted that in the future the researchers would have to face unexpected behavior from the electron and they would have to discover new laws of the electronrsquos interactions It seems that Feynman was aware that the Nature puts ldquosomethingrdquo out of our sight and Quantum Mechanics is unable to help us to understand some fundamental behavior of the particles Perhaps the present theory may open the eyes of the researchers and to help them to look for new laws in the scale of nanotechnology Einstein was right when he opposed so strong resistance against the non-local actions considered in the development of Quantum Mechanics thatrsquos why he claimed that QM is an incomplete theoryNon-locality and time reversion are two phenomena that our intuition refuses to accept The physicists got used to accept them because they had no alternative since they had to render themselves to the accuracy obtained from QM formalism Nevertheless the paradoxes arisen from the QM conceptual foundations can be explained from a new alternative to replace the de Brogliersquos concept by considering that the wave-particle duality is not a property of the matter as he proposed but simply a property of the helical trajectory Along several papers the author has shown that such aim is attainable From the papers met in the authorrsquos book Quantum Ring Theory() one starts to understand that the paradoxes have appeared in QM because the elementary particles move through the HT and inasmuch the theorists did not consider it in the development of QM all the properties of the HT had to be replaced by a mathematical formalism that describes the phenomena as they would be produced by strange properties like the non-locality and the time reversion As the theorists now are seeing that by introducing the HT it is possible to eliminate the paradoxes they cannot neglect anymore this new alternative that is offered to them___________() To be published in 2005 by the Bauu Institute Press

References1 Natarajan T S A Unified Conceptual Foundation for Relativity and Quantum Mechanics

Physics Essays vol 9 n2 303 19962 Lindsay R B amp Margenau H Foundations of Physics Ox Bow Press Pg 287 19813 Guglinski W Michelson-Morley Experiment for Protons Bauu Institute Press in press4 Guglinski W A Model of Photon Bauu Institute Press in press5 Guglinski W New Model of Neutron Journal of New Energy Vol 4 No 4 20006 Guglinski W Sterm-Gerlach Experiment and the Helical Trajecotry Bauu Institute Press in

press7 Guglinski W Demystifying the EPR Paradox Bauu Institute Press in press8 Guglinski W Fundamental Requirements for the Proposal of a New Hydrogen

Atom Bauu Institute Press in press

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 43

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 44: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 44

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 45: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Informaccedilotildees adicionaisWladimir Guglinski nasceu em Goiacircnia-

GO em 04 de Agosto de 1950 Engenheiro

Mecacircnico formado em 1973 pela Escola de

Engenharia da UFMG-Belo Horizonte eacute um

pesquisador que juntamente com outros

cientistas de vaacuterias partes do mundo vecircm

realizando experiecircncias que provam que

grande parte dos conceitos e modelos

estabelecidos pela Fiacutesica Moderna estatildeo

errados Haacute vaacuterios anos o cientista vecircm se

dedicando ao desenvolvimento de uma Nova

Teoria no campo da Fiacutesica Teoacuterica que segundo ele poderaacute ser a base de uma nova ciecircncia que realmente

iraacute explicar as leis da Natureza em toda a sua loacutegica perfeita

Para Guglinski a ciecircncia dos uacuteltimos seacuteculos se desenvolveu erradamente pois considerou soacute

aquilo que pode ser visto e provado por meios materiais O saber dos povos antigos foi deixado de lado e o

Universo passou a ser entendido como se fosse formado apenas de mateacuteria o que levou a Fiacutesica aos erros

e paradoxos existentes diz o cientista

Comentaacuterios feitos por Prof Carlos Eduardo Cardosocardosotchequimicacom

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 45

Wladimir Guglinski

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 46: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

110 ndash PHENANTHROLINE COMPLEXES OF THE RARE EARTH NITRATE SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION

Barbosa A F F1 Cunha J D Silva A G Lima F J S Batista M K S Silva A O Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Quiacutemica

CP 1662 59078 ndash 970 Natal RN Brazil E-mail andreaccetufrnbr

ABSTRACTThe interaction of lanthanide nitrates (Ln ndash Nd Sm Dy and Er) and 110 ndash phenantroline

were studied and complexes of the general formulae Ln(NO3)3(C12H8N2)2 or Ln(NO3)3(o-fen)2

The complexes were characterized by elemental analyses (CHN) titration with EDTA IR

spectra and thermogravimetric analysis X-ray powder patterns further indicated that the

complexes are isomorphous having the same d -interplanar spacing

Keywords Lanthanides Nitrates 110 ndash Phenantroline

INTRODUCTION

The coordination chemistry of the lanthanides has become of great importance over the last

few decades for its use in several applications The compounds obtained by the reaction among

lanthanides nitrates with organic ligands [Sousa et al 2000] (110 - phenanthroline) they have

been studied in the last decades they constitute a family with physical and chemical properties

extremely similar The atomic and ionic rays decrease along the lanthanide series with the increase

of the atomic number This fact is known as lanthanide contraction With this the basicity of the

elements decreases along the series Ions lanthanides that have separated electrons are colored and

paramagnetic [Judd 1972] The coordination number happens between 3 and 9 but some are

frequently high with small ligands as for instance nitrate and water [Moeller 1975 Ofelt 1962

Najjar 1971] In this article the complexes formed by reactions of hydrated lanthanide and 110 ndash

Phenantroline Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Nd Sm Dy and Er) are described

1Barbosa A F F - Andreacutea Francisca Fernandes BarbosaCunha J D ndash Jardel Dantas da CunhaSilva A G ndash Afracircnio Gabriel da SilvaLima F J S - Francisco Joseacute Santos Lima Batista M K S ndash Mary Kalina Sarmento BatistaSilva A O ndash Ademir Oliveira da Silva

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 46

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 47: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

EXPERIMENTALThe complexes were prepared by reaction of nitrate solution lanthanides Ln(NO3)3 (Ln =

Nd Sm Dy and Er) with ligand 110 phenantroline in absolute ethanol (molar ratio 12) and dried in vacuum over

Thermogravimetric curve were obtained on SHIMADZU TGA-50H instrument at a heating

rate 10oCmin in nitrogen (50 cm3min-1 flow) The generated curves make possible obtaining of

information with relationship to the thermal stability of the intermediate and final products

[Vicentini 1971] Infrared spectroscopy using a Perkin Elmer FTIR-16 PC set-up To that end

KBr pellets having 1 wt of the sample material were pressed under 5 t during 3 min The range

between 4000 and 400 cm-1 was studied [Nakamoto 1977] Carbon hydrogen and nitrogen

contents were determined using a CHN Perkin-Elmer model 240 instrument The crystallographic

structures present were determined from a Shimadzu diffraction equipment model XRD-6000

using CuKa radiation the range studied was 100 to 800

RESULTS AND DISCUSSION

The reaction proposed for the lanthanides salts with the ligands 110 - phenanthroline is the following

Ln(NO3)3xH2O + 2C12H8N2 Ln(NO3)3(C12H8N2)2

The estequiometer of the compositions were certain through the data of the titration with

EDTA Table 01 and Table 02 presents a summary of the analytical results which are in

accordance with the general composition Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The obtained data confirm the

formation of compounds with 2 ligands evidencing her it formulates low Ln(NO3)3(C12H8N2)2 The

curves TG Fig 01 demonstrate that the compounds are stable up to 390ordmC being the first event of

associated thermaldecomposition the loss of molecules of water The second associated event the

decomposition of the molecules of the salts that happens up to 800ordmC

The spectra in the area of the infrared of the compositions Ln(NO3)3(C12H8N2)2 they

demonstrate a displacement νCN for the area of smaller frequency indicating the coordination of

the ligands Table 03 The manners of stretching ν1 ν2 and ν5 of NO3 [Nakamoto 1977] indicate

at least an anion NO3 of form bidentate and they suggest her it formulates Ln(NO3)3 2C12H8N2

The X-ray powder diffraction data are tabulated in Table 04 The solutions prepared are 112 and

it seems that due to solubility products only one isomer crystallizes for ach of the rare earths used

the X-ray powder show isomorphism

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 47

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 48: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

TABLE CAPTIONS

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Table 02 - Summary of analytical results of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(C12H8N2)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Table 01 ndash Titration Complexiometric with and without photocolorimetric nitrates and complexes

Complexes TCP(N0 de C12H8N2)

TCPVEDTA (mL)

TCWP(N0 de C12H8N2)

TCWPVEDTA (mL)

Nd(NO3)3(o-fen)2 21 140 19 148Sm(NO3)3(o-fen)2 23 134 19 146Dy(NO3)3(o- fen)2 20 140 18 148Er(NO3)3(o- fen)2 19 144 17 152

TCWP = Titration complexometric without photocolorimetric TCP Titration complexometric with photocolorimetric

Table 02 ndash Summary of analytical results of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er Nd)

Complexes C H NDy(NO3)3(o-fen)2 4014 256 1355 ExperimentalDy(NO3)3(o-fen)2 4066 225 1382 TheoreticalSm(NO3)3(o-fen)2 4201 262 1405 ExperimentalSm(NO3)3(o-fen)2 4136 287 1406 TheoreticalNd(NO3)3(o-fen)2 3833 279 1295 ExperimentalNd(NO3)3(o-fen)2 3780 262 1285 TheoreticalEr(NO3)3(o-fen)2 4055 254 1358 ExperimentalEr(NO3)3(o-fen)2 4039 280 1373 Theoretical

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 48

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 49: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Table 03 ndash Infrared absorption spectra of the complexes

Complexes ν1 ν2 ν3 ν4 ν5 ν6

Nd(NO3)3(o-fen)2 1258 1081 723 1414 - 844Sm(NO3)3(o-fen)2 1308 1034 724 - - 843Dy(NO3)3(o-fen)2 1307 1095 - 1494 628 845Er(NO3)3(o-fen)2 1307 1027 726 1490 728 845

Table 04 ndash X-ray powder diffraction patterns of Ln(NO3)3(o-fen)2 (Ln = Sm Dy Er e Nd)

Nd Sm Dy Erd(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0 d(Aring) II0

895 100 851 42 882 100 884 100702 17 699 100 696 38 699 3639 7 - - 634 23 635 2571 8 571 41 565 22 - -524 9 - - 519 21 521 2464 9 475 22 460 22 461 2450 53 458 39 - - 444 48424 35 433 49 - - 420 7412 10 403 33 409 27 385 2

- - 375 48 365 21 373 2358 11 351 31 356 28 356 2342 27 - - 344 30 - -335 29 335 27 338 56 338 8312 10 315 43 310 29 311 2

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 49

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 50: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

FIGURE CAPTIONS

Figure 01 ndash Termogravimetric curve of complexes Nd(NO3)3(o-fen)2 SM(NO3)3 (o-fen)2 Dy(NO3)3(o-fen)2 and Er(NO3)3(o-fen)2

REFEREcircNCIAS1 - Judd B R Optical Absorption Intensities of Rare-

Earth Ions Phys Rev 127 (1972) 750-61

2 - Moeller T The Chemistry of Lanthanides - Comprehensive Inorganic Chemistry vol4 Ch44 Pergamon Press (1975) 1-101

3 - Najjar R Compostos de Adiccedilatildeo Entre Nitratos dos Elementos Lantaniacutedeos e a Tetrametilureacuteia (TMU) Tese de Doutoramento - IQ-USP Satildeo Paulo-SP (1971)

4 - Nakamoto K Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds 3a Ed John Wiley amp Sons New York 1977

5 - Ofelt G S Intensities of Crystal Spectra of Rare-

Earth Ions - J Chem Phys 37 (1962) 511

6 - Souza H K Melo D M A Fernandes J D G

Zinner K Zinner L B Zukerman-Schpector J

Vicentini G Bis(pentamethylene)urea complexes of the

lanthanide nitrates synthesis characterization

properties - Journal Alloy Compounds 303 ndash 304 (2000)

168

7 - Vicentini G ldquoAdducts between some lanthanide nitrate and perchlorates and n n nrsquo nrsquo ndash Tetramethylmalonamide (TMMA) Journal of Inorganic Chemistry 34 (1971) 669

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 50

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 51: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

QUESTOtildeES PARA PRODUCcedilAtildeO SUSTENTADA DE BIODIESEL NO BRASILDe Boni L A B1

Grupo Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre ndash RS Brasil E-mail debonitchequimicacom

Introduccedilatildeo

Quem jaacute produziu Biodiesel a partir das vaacuterias rotas disponiacuteveis sabe que o metanol apesar de todos os problemas relacionados agrave sua toxicidade ainda eacute mais eficiente que o etanol na produccedilatildeo do biocombustiacutevel Desta forma eacute de se esperar que a induacutestria prefira utilizar o metanol ao etanol no fabrico do Biodiesel

A partir deste ponto de vista eacute importante que o Brasil realize investimentos em dois campos diferentes O primeiro eacute na pesquisa e desenvolvimento de catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel utilizando o etanol O segundo eacute que o Brasil implemente poliacuteticas que estimulem os produtores de carvatildeo vegetal a realizar a destilaccedilatildeo seca da madeira

Neste breve artigo versaremos a respeito da destilaccedilatildeo seca da madeira com vistas ao metanol e eventualmente seratildeo feitos comentaacuterios paralelos sobre catalisadores e reflorestamento

Fundamentaccedilatildeo

A produccedilatildeo de metanol a partir da destilaccedilatildeo seca da madeira iraacute exigir uma poliacutetica nacional de reflorestamento e desta forma o Brasil iraacute ganhar competitividade em vaacuterios campos

bull A induacutestria do reflorestamento pode trazer para o Brasil os chamados creacuteditos verdes originaacuterios do protocolo de Kioto

bull A meacutedio prazo aacutereas reflorestadas jaacute passam a gerar diversos produtos e empregos a partir do momento em que jaacute eacute possiacutevel realizar as podas e desbastes das aacutervores Nesta etapa ainda satildeo gerados basicamente pequenos tocos de madeira que jaacute podem ser utilizados na produccedilatildeo de alcatratildeo metanol gases combustiacuteveis e carvatildeo

bull Apoacutes um prazo maior as aacutereas reflorestadas passam a oferecer os produtos caracteriacutesticos oriundos da cultura implementada como por exemplo o Pinus Elliottii que produz uma resina que pode ser utilizada na fabricaccedilatildeo de remeacutedios perfumes colas tintas vernizes plaacutesticos assim como a Seringueira produz a borracha etc

1 De Boni L A B Quiacutemico e Teacutec Em Agropecuaacuteria debonitchequimicacom Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 51

Resumo

O Brasil seraacute o maior produtor de Biodiesel do mundo se for capaz de consertar os elos fracos da corrente do Biodiesel Eacute importante que se implementem poliacuteticas de longo prazo de incentivo agrave pesquisa de catalisadores de reflorestamento e produccedilatildeo de metanol O Brasil natildeo pode correr o risco de substituir a importaccedilatildeo de diesel por metanol

Abstract

Brazil will be the largest BioDiesel producer in the world if it was capable to repair the weak links on the BioDiesel chain It is important to implement long time politics of incentive to the research of catalysers reforestation and methanol production Brazil cannot run the risk to substitute the importation of diesel by methanol

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 52: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

bull E como o grande final temos a produccedilatildeo da proacutepria madeira que dependendo da oferta do mercado poderaacute ser vendida como madeira ou poderaacute ser destinada para o processo de destilaccedilatildeo seca

Introduccedilatildeo ao processo de destilaccedilatildeo seca da madeira

O processo de destilaccedilatildeo seca da madeira eacute bastante simples A figura 1 ilustra de modo bastante didaacutetico todo processo

A madeira eacute inserida em um recipiente de Ferro (2) onde eacute aquecida Os gases originados pela piroacutelise da madeira passam por um condensador (3) e os produtos satildeo conduzidos para armazenamento (4) ou reaproveitamento

No tanque 4 podemos ver de forma ilustrativa trecircs produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira A fraccedilatildeo a (gasosa) eacute constituiacuteda principalmente por gaacutes carbocircnico (CO2) metano (CH4) e etileno (C2H4) Esta fraccedilatildeo em geral eacute canalizada de volta para a fornalha (1) para auxiliar o aquecimento tendo em vista que o metano e o etileno satildeo gases combustiacuteveis

Os produtos b e c constituem a fraccedilatildeo volaacutetil que apoacutes atravessar o condensador se liquefaz e fica estocada sob a forma de dois liacutequumlidos natildeo-misciacuteveis A fase superior eacute denominada vinagre de madeira sendo constituiacuteda por aproximadamente 90 de aacutegua 7 de aacutecido pirolenhoso (aacutecido aceacutetico) 25 de metanol 01 a 02 de acetona e uma iacutenfima fraccedilatildeo de acetato de metila (menos de 01) A fase inferior eacute composta de um liacutequumlido escuro denominado alcatratildeo de madeira

Neste processo que jaacute eacute bastante antigo podemos notar um possiacutevel campo de aplicaccedilatildeo para o glicerol resultante do processo de produccedilatildeo do Biodiesel Tendo em vista que seraacute gerado uma grande quantidade de glicerol natildeo eacute preciso investir no refino total deste produto As fraccedilotildees com maior teor de impurezas ou que causem desequiliacutebrios mercadoloacutegicos podem ser encaminhadas para as fornalhas auxiliando na produccedilatildeo do metanol

Seria interessante natildeo adicionar o glicerol puro agrave fornalha pois este poderia ser misturado pela induacutestria quiacutemica com cargas de sabatildeo de baixa qualidade e produtos equivalentes ao octano

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 52

Figura 1 Destilaccedilatildeo seca da madeira

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 53: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

para formar Napalm ou produtos equivalentes a este a fim de aumentar o poder caloriacutefico do glicerol melhorando o desempenho da fornalha e reduzindo os custos de produccedilatildeo e impactos ambientais

O alcatratildeo de madeira (c) eacute uma mistura de diversos produtos quiacutemicos que podem ser separados e destinados ao seu uso mais proveitoso

Em relaccedilatildeo ao metanol seu processo de extraccedilatildeo ainda natildeo estaacute completo pois eacute no miacutenimo desejaacutevel que o metanol natildeo contenha aacutegua O metanol eacute separado do resto da soluccedilatildeo (fase superior b) da seguinte forma adiciona-se cal (Ca(OH)2) ao vinagre de madeira A reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico forma acetato de caacutelcio

A realizaccedilatildeo de uma destilaccedilatildeo fracionada eacute capaz de separar o metanol do restante da soluccedilatildeo com pureza entre 90 e 95 Para se obter um teor de pureza mais elevado eacute possiacutevel transformar o metanol em oxalato de metila que eacute insoluacutevel atraveacutes da reaccedilatildeo com aacutecido oxaacutelico

O oxalato de metila formado eacute separado por filtraccedilatildeo e tratado com e hidroacutexido de soacutedio o que causa a formaccedilatildeo de oxalato de soacutedio e a liberaccedilatildeo de metanol O metanol pode ser novamente destilado a fim de aumentar sua pureza A pureza final do metanol pode ser estabelecida por teste de absorccedilatildeo de infravermelho

De todos os produtos da destilaccedilatildeo seca da madeira o produto que apresentam menor valor eacute o carvatildeo

Conclusotildees

Atraveacutes deste breve artigo eacute possiacutevel se refletir a respeito dos motivos pelos quais o BioDiesel poderaacute enfrentar dificuldades no Brasil temos entatildeo alguns deles listados a seguir

1ordm No Brasil natildeo existe planejamento estrateacutegico de meacutedio e longo prazo por parte do governo e eacute de se esperar que como de costume apoacutes cada eleiccedilatildeo as metas da naccedilatildeo sejam alteradas e natildeo se atinja meta alguma Desta forma fenocircmeno similar ao ocorrido no Proaacutelcool (Programa Nacional do Aacutelcool) poderaacute acontecer com o Biodiesel

2ordm Implementam-se teorias de que o Biodiesel eacute um produto natural e eacute a soluccedilatildeo dos problemas rurais do Brasil esquecendo-se de que o Biodiesel tambeacutem deriva de produtos de origem quiacutemica e que os fatores que vatildeo determinar o sucesso deste projeto natildeo estatildeo no campo e sim nas universidades e na induacutestria quiacutemica pois eacute conhecida a alta capacidade do produtor rural

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 53

Figura 2 Reaccedilatildeo entre o hidroacutexido de caacutelcio o aacutecido aceacutetico

Figura 3 Conversatildeo do oxalato de metila em metanol

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 54: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Brasileiro e a fraccedilatildeo do processo relativa a estes eacute improvaacutevel que agrave fracassar

Caberaacute agraves universidades encontrar catalisadores mais eficientes para produccedilatildeo de Biodiesel e solucionar o problema do que fazer com os resiacuteduos (que podem ser encarados como mateacuterias-primas) aleacutem de criar meios baratos e viaacuteveis de realizar o controle de qualidade do Biodiesel

A induacutestria quiacutemica de produccedilatildeo de Biodiesel iraacute competir com o peso de apostar em soluccedilotildees nacionais isto eacute comprar catalisadores desenvolvidos e fabricados no Brasil e implementar em grande escala no Brasil o processo de destilaccedilatildeo fracionada da madeira pois existe mateacuteria prima disponiacutevel para isto

3ordm Se a nova geraccedilatildeo de catalisadores natildeo for apresentada aos fabricantes de Biodiesel eacute improvaacutevel que o etanol (produzido em larga escala no Brasil) possa competir com o metanol pelas caracteriacutesticas inerentes ao etanol que satildeo a mistura azeotroacutepica com a aacutegua (que se natildeo for eliminada ao inveacutes de gerar eacutesteres iraacute gerar sabotildees) a cadeia carbocircnica maior que a do metanol - que ocasiona impedimento espacial durante a reaccedilatildeo de transesterificaccedilatildeo acabando por tornar a reaccedilatildeo muito mais lenta

E ficam algumas questotildees para reflexatildeo

O Brasil vai introduzir uma poliacutetica nacional de reflorestamento

Ignorando as rotas sinteacuteticas para obtenccedilatildeo dos devirados da madeira como o metanol seraacute que o Brasil vai ser capaz de extrair compostos da madeira ou vai derrubar toda a Amazocircnia sem retirar os produtos mais valiosos da floresta

Referecircncias Bibliograacuteficas

1 Bellamy L J The Infrared Spectra of Complex Molecules 2nd edition John Wiley amp Sons New York 1961

2 Nakanishi K Infrared Absorption spectroscopy - Practical Holden-Day Inc San Francisco 1962

3 Silverstein RM Bassler GC and Morrill TC Spectrometric Identification of Organic Compounds 4th ed New York John Wiley and Sons 1981

4 The Merck Index an encyclopedia of chemicals and drugs 9th ed Rahway N J Merck amp CO INC 1976

5 Solomons TWG Quiacutemica Orgacircnica 6 ediccedilatildeo John Wiley amp Sons LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 1996

6 Morita T Assumpccedilatildeo RMV Manual de soluccedilotildees reagentes amp solventes Padronizaccedilatildeo preparaccedilatildeo purificaccedilatildeo 11 reimpressatildeo Editora edgard Bluumlcher LTDA Satildeo Paulo SP 2001

7 Harris Daniel C Anaacutelise quiacutemica quantitativa 5 ed Editora LTC livros teacutecnicos e cientiacuteficos editora SA Rio de Janeiro RJ 2001

8 CHIAVENATTO I Introduccedilatildeo a teoria geral da administraccedilatildeo 3ordf Ed McGraw-Hill Satildeo

Paulo 19839 Carvalho C G Saffioti W ldquoQuiacutemica para o

segundo ano colegialrdquo 21 ediccedilatildeo Companhia Editora Nacional Satildeo Paulo 1969

10 Roger A Korus Dwight S Hoffman Narendra Barn Charles L Peterson and David C Drown TRANSESTERIFICATION PROCESS TO MANUFACTURE ETHYL ESTER OF RAPE OIL Department of Chemical Engineering University of Idaho Moscow

11 Malavolta E ldquoManual de Quiacutemica Agriacutecola ndash Adubos e adubaccedilatildeordquo 2 ediccedilatildeo Editora Agronocircmica CERES LTDA Satildeo Paulo 1967

12 Castellan G W ldquoFundamentos de Fiacutesico-Quiacutemicardquo Livros Teacutecnicos e Cientiacuteficos SA RJ 1995

13 Moore W JldquoFiacutesico-Quiacutemicardquo Ao Livro teacutecnico SA RJ 1968

14 AtkinsP W ldquoPhysical Chemistryrdquo5th ed Oxford University Press Oxford 1994

15 BONELLI R (org) Ensaios sobre Poliacutetica Econocircmica e Industrializaccedilatildeo no Brasil Rio de Janeiro Senai 1996

16 RIZZINI CT Aacutervores e madeiras uacuteteis do Brasil Manual de Dendrologia Brasileira Editora Bluumlcher Satildeo Paulo 1971

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 54

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 55: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

Novidades do Grupo Tchecirc Quiacutemica Novidades no site

O site do Grupo estaacute investindo em novos produtos e serviccedilos dentre os quais estatildeo recebendo uma atenccedilatildeo maior no momento os projetos destacados a seguir

Novidades do Grupo

Devido ao grande nuacutemero de pedidos de consultoria ajuda e aulas particulares que costumamos receber noacutes decidimos abrir uma Micro-Empresa para melhor atender os nossos clientes Estamos muito satisfeitos em compartilhar com os colegas esta novidade

Apoacutes a leitura do paraacutegrafo acima fica a pergunta de sempre ldquoo que vai mudar no site com istordquo Bem para noacutes a resposta eacute simples A princiacutepio natildeo muda nada ou seja natildeo pretendemos cobrar pelo acesso ao site Estamos abrindo a empresa simplesmente para poder atender melhor agrave fraccedilatildeo do nosso publico que eventualmente precisa de uma acessoria maior A seguir

apresentamos uma pequena lista de produtos e serviccedilo que a empresa iraacute ofertar

bull Consultoria Cientiacutefica (biodiesel tratamento de resiacuteduos e efluentes para outras opccedilotildees consulte)

bull Cursos de curta duraccedilatildeo (ateacute 16h)bull Palestras educacionaisbull Controle de Qualidade e Gestatildeo

Ambiental

bull Material didaacuteticobull Central de aulas particularesbull Preparaccedilatildeo para concursos e

acompanhamento escolarbull Softwares para automaccedilatildeo e

gerenciamento laboratorial

O Grupo tambeacutem agradece a todos os colegas que tecircm nos enviado mensagens de congratulaccedilotildees pelo fato de trecircs membros do Grupo (Dr Lavinel G Ionescu De Boni e Goldani) terem sido agraciados entre os trecircs primeiros colocados na categoria Produtos do Precircmio Petrobras de Tecnologia Muito obrigado a todos e ateacute a proacutexima ediccedilatildeo do Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica em 2006

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 55

Apoacutes cerca de quatro anos sem atualizaccedilatildeo e ter sido praticamente removido do site foi decidido que o projeto do dicionaacuterio vai ser retomado Este projeto passou por uma reforma teacutecnica pesada A versatildeo antiga era constituiacuteda por apenas trecircs paacuteginas em HTML ao passo que a versatildeo atual conta com um moderno e poderoso banco de dados MySQL controlado por scripts PHP Visite o site lthttpwwwdicionariotchequimicacomgt e confira

o andamento deste projeto

Este projeto eacute bastante simples e se constitui em uma ferramenta ligada ao site de fabricantes de produtos quiacutemicos O seu objetivo eacute facilitar a localizaccedilatildeo dos arquivos de MSDS dos produtos Quiacutemicos Se encontra disponiacutevel emhttpwwwmsdstchequimicacom

O projeto do Manual de Reagentes e Soluccedilotildees do Grupo Tchecirc Quiacutemica eacute uma meta bastante audaciosa e natildeo tem teacutermino previsto para os proacuteximos anos Trata-se de um projeto aberto onde diversos pesquisadores podem colaborar A versatildeo 043 jaacute estaacute disponiacutevel no Grupo Tchecirc Quiacutemica em Yahoo Groups no site a seguir httpbrgroupsyahoocomgrouptchequimica na seccedilatildeo Arquivos dentro da pasta ldquoManual de Reagentes e Soluccedilotildeesrdquo

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS
Page 56: Periódico Tchê Química. · 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental Data: 18 a 23 de setembro de 2005 Local: Campo Grande/MS - BRASIL Realização:

INSTRUCcedilOtildeES PARA PUBLICACcedilAtildeOINSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS

1 O PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publica artigos ineacuteditos em todos os campos da quiacutemica e aacutereas afins artigos de revisatildeo bibliograacutefica de assuntos especiacuteficos comunicaccedilotildees cientiacuteficas e resenhas de livros

1 PERIOacuteDICO TCHEcirc QUIacuteMICA publishes original work in all areas of chemistry review papers on specific subjects short communications and book reviews

2 Artigos originais incluem um resumo com preferecircncia agrave liacutengua inglesa sob tiacutetulo de ldquoAbstractrdquo para expor de modo claro e compreensiacutevel o conteuacutedo do trabalho sem generalidades e detalhes de metodologia

2 Original papers should include an abstract with preference written in English under the title ldquoAbstractrdquo explaining clearly the contents of the article This abstract should not contain general and experimental details

3 Os trabalhos devem ser submetidos para o endereccedilo eletrocircnico tchequimicatchequimicacom ou tchequimicatchequimicatk em formato Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preferencial) ou MS-Word for Windowsreg O cabeccedilalho eacute constituiacutedo pelo tiacutetulo do trabalho nome(s) do(s) autor(es) e respectivas instituiccedilotildees As tabelas e figuras devem ser inseridas no corpo do texto em espaccedilos adequados e perfeitamente visiacuteveis A nomenclatura deve obedecer as normas da IUPAC

3 Manuscript should be submetted to tchequimicatchequimicacom or tchequimicatchequimicatk in Sun Microsystems Inc OpenOfficeorgreg (preference) or MS-Word for Windowsreg Manuscript headings must include title author name(s) and instution(s) where the work was done Tables and figures must be sent in the text body appropriate and visible Nomenclature should conform to IUPAC rules

4 Citaccedilotildees bibliograacuteficas no texto devem ser feitas por nome e ano entre colchetes A lista de referecircncias bibliograacuteficas ao fim do trabalho deve ser organizada por ordem alfabeacutetica sequumlencialmente numerada seguindo ao seguinte modelo

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

4 Bibliographic citations in the txt must be done by author name and year between brackets The bibliographic lists at the endo of the text must be organized by alphabetical order and sequential numeration obeyng the following model

1 CAVALCANTE A A M Ruumlbensam G Picada J N da Silva E G Moreira J C F Henriques J A P Mutagenicity antioxidant potential and antimutagenic activitity against hydrogen peroxide of cashew (Anacardium occidentale) apple juice and Cajuina Envaronmental and Molecular Mutagenesis 415 (2003) 360-369

5 O Conselho Editorial poderaacute fazer alteraccedilotildees no texto do trabalho para adequaacute-lo a estas instruccedilotildees

5 The Editorial Board may perform modifications in the text to make adequate to these rules

6 Informaccedilotildees teacutecnicas (Novo)a) Fontes aceitas Arial e Times New Romamb) Formato para envio de imagens BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

6 Technical information (New)a) Accepted chars type Arial and Times New Romamb) Accepted images format BMP JPG GIF TIF JP2 JIF e PIC

Perioacutedico Tchecirc Quiacutemica Porto Alegre Grupo Tchecirc Quiacutemica v 2 n4 Ago 2005 56

  • Tchecirc Quiacutemica
    • A A de Salles e C R Fernaacutendez
    • III Principais Normas Disponiacuteveis Limitando as RNI
      • Eletromagneacutetica
        • IV1 Paracircmetros da ERB usada nos caacutelculos
        • IV2 Regiotildees de Exclusatildeo
          • Eletromagneacutetica
          • Para o modelamento do problema foram desenvolvidos algoritmos baseados no meacutetodo das Diferenccedilas Finitas no Domiacutenio do Tempo (FDTD) conforme descrito em [Salles et al 2000 2001 e 2002]
            • VI1 Modelamento da Antena tipo Monopolo de frac14 de Onda
            • VI2 Projeto e Modelamento da Antena Planar
              • VI21 Paracircmetros da Antena Patch Simulados no Ensemblereg
                • VI3 Simulaccedilotildees FDTD do campo proacuteximo
                  • VI4 Simulaccedilotildees FDTD do campo distante
                    • ABSTRACT
                    • TCP
                    • TCP
                    • TCWP
                    • TCWP
                      • INSTRUCTIONS FOR PUBLICATIONS