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Navegando Mestrados por Assunto "Materiais - dissertação"
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- ItemConfecção de concreto com adição de fibras de madeira para aplicações não estruturais.(2021) Fonseca, Pablo Lourenço Maron da; Magnago, Roberto OliveiraO movimento atual em prol do desenvolvimento sustentável na busca pela preservação dos recursos naturais traz relevância ao ecossistema, afetando a forma como os serviços são prestados, inclusive na construção civil. Para tanto, são aplicadas ações afirmativas que visam a construção de baixo custo, a redução de bens de consumo, a segregação de resíduos e a reciclagem de materiais, a fim de armazenar matérias-primas recicláveis. De acordo com a resolução do CONAMA 307, todos os municípios devem proporcionar uma gestão ambientalmente correta dos resíduos da construção civil, visando, assim, um legado sustentável para as novas gerações, de acordo com a nova ordem mundial. Portanto, o presente trabalho analisou as propriedades mecânicas do concreto a partir da adição de madeira de eucalipto, por meio do ensaio de resistência à compressão axial, conforme NBR12118, em um período de 7, 21 e 28 dias. Além disso, a partir do slump test, foi analisada a capacidade do concreto fresco, do concreto natural ao concreto com adição de madeira nos teores de 0%, 10%, 20% e 30%, considerando a NBR 7233. As microestruturas foram analisadas através de varredura microscopia eletrônica (MEV) e difração de raios X (DRX). Assim, o trabalho mostrou o estudo da viabilidade da adição de madeira ao agregado natural na confecção do concreto para o produto da construção civil. Concluindo assim, através dos resultados que a confecção de concreto com adição de fibras de madeira serviu para concreto não estrutural e não foi eficiente para concreto estrutural.
- ItemConfecção de concreto com adição de resíduos de porcelanato.(2021) Queiroz, Sidnei Rezende; Magnago, Roberto OliveiraEm busca do desenvolvimento sustentável, a reutilização de resíduos recicláveis originados de obras, indústrias e domicílios brasileiros vem sendo estudada, com o objetivo de minimizar o uso de materiais não renováveis na construção civil, utilizados tradicionalmente. Uma alternativa possivelmente eficiente para a redução da extração de agregados naturais é a substituição de agregados miúdos por resíduos de porcelanato, o que também seria importante para reduzir seu volume disposto no meio ambiente. Diante disso, o presente trabalho buscou o desenvolvimento de uma nova composição de concreto com adição de resíduos de porcelanato em substituição ao agregado miúdo e avaliação de seu possível uso na construção civil, destacando o reaproveitamento de resíduos da construção civil e o respeito às questões ambientais. Foram produzidos corpos de prova cilíndricos com adição de porcelanato em substituição ao agregado miúdo em teores de 0%, 10%, 20% e 30% para analisar as conformidades da propriedade mecânica no concreto, através de teste de resistência à compressão axial, segundo a NBR12118, em período de 7, 14, 21 e 28 dias. Além disso, a capacidade do concreto fresco foi analisada a partir de slump test, atendendo a NBR 7233. Por fim, ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios x (DRX) foram realizados para identificação e quantificação das fases presentes. Verificou-se que a adição de porcelanato diminui gradativamente a resistência à compressão do concreto e que o aumento do tempo de cura, gera um aumento na resistência. Os ensaios em MEV mostraram que a parte mais clara representa o cimento anidro, o hidróxido de cálcio possui coloração cinza claro e os vazios possuem coloração preta. Os ensaios em DRX foram avaliados e foi possível concluir que foi possível ser feita uma confecção de uma nova composição de concreto com adição de resíduos de porcelanato em substituição ao agregado miúdo, foi dentro do padrão e do limite aceitável.
- ItemCriação de software web para indexação de picos cristalográficos associados a difratogramas de raios x utilizando o algoritmo search-match(2022) Silva , Felippe Moreira Moraes da; Magnago , Roberto de OliveiraO difratograma é um gráfico linear baseado nas medições feitas por um aparelho chamado difratômetro, que registra a intensidade da radiação X difratada em relação ao ângulo de difração (2θ). Com base neste gráfico e nos parâmetros de rede cristalina, muitas informações sobre a amostra podem ser obtidas. Existem muitos softwares atualmente que processam, analisam e refinam os difratogramas para obtenção destes dados e posterior comparação com outros padrões de difração. Porém, a maioria é comercial, em língua estrangeira e, principalmente, dependente de ambientes locais específicos, dificultando ou inviabilizando o trabalho de pesquisadores. Este trabalho propõe a criação de um software web nacional que permita a indexação de um difratograma baseado no algoritmo search-match aplicado a uma base aberta de dados cristalográficos. Ao publicar o software na internet, foram levados em consideração propriedades como usabilidade, acessibilidade, disponibilidade e possível extensão das funcionalidades do aplicativo, de forma que qualquer um possa utilizá-lo e melhorá-lo sem impacto em qualquer código já implementado. O software produziu com exatidão indexações já conhecidas feitas por outros métodos, como a utilização de softwares proprietários como Originlab e TOPAS, além do software utilizado como base para este produto. O resultado permite concluir que a disponibilização deste sistema será de relevante importância para a comunidade acadêmica, principalmente para a instituição onde será inicialmente publicado.
- ItemDesenvolvimento de concreto reforçado com macrofibra sintética para aplicação em piso industrial(2022) Figueiredo, João Paulo de Almeida; Magnago, Roberto de Oliveira; Bandeira, Cirlene FourquetAs empresas construtoras atualmente estão em busca de economia em seus empreendimentos, adotando o uso das novas tecnologias, dessa forma, surgem novas ideias e novos conceitos. Durante a pandemia da COVID-19, estas demandas por novas tecnologias aumentaram devido à escassez de insumos e para tanto, a presente dissertação objetivou caracterizar o concreto e analisar as alterações com a adição de macrofibras sintéticas, verificando seu benefício para aplicação em piso industrial como alternativa para a substituição parcial do aço CA-50. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica através dos trabalhos de diversos pesquisadores, autores, e análise de dados. Na fundamentação teórica foram conceituados os elementos para formação do compósito e a viabilidade técnica para aplicação em piso industrial. Posteriormente, é apresentado o processo de materiais e métodos, nos quais foram feitos os ensaios de DSC, TGA e MEV da macrofibra sintética. Já no compósito foram realizados ensaios de Compressão Axial, MEV e DRX sem adição de macrofibra sintética e com adição de 2,25, 4,0 e 6,25 kg de macrofibra sintética por m³ de concreto atingindo resistência de 25 e 40 MPa. Também foi verificado a expansibilidade da macrofibra sintética misturada com o cimento Portland pelo método das agulhas de Le Chatelier. Por fim, o concreto reforçado depois de 28 dias atingiu o valor de 26,41 e de 36,45 MPa com adição de 4,0 kg/m³, onde os mesmos traços sem adição do produto atingiram 27,29 e 35,86 MPa. O concreto com adição deste material mostra que é viável o uso alternativo das macrofibras sintéticas para aplicação em piso industrial.
- ItemDesenvolvimento e caracterização de formulações com resina epóxi e biomassa vegetal para a aplicação como porcelanto líquido(2021) Guarizi , Ana Caroline Gonçalves; Gambarato , Bruno ChaboliPensando em um mundo futuro cada vez melhor, há um crescente aumento na preocupação com o meio ambiente, fruto da necessidade de economia de energia e baixo custo. Dentro do contexto da sustentabilidade e na busca por novos materiais e processos que tragam inovação tecnológica, redução nos custos de insumos, no impacto ambiental, a reutilização de materiais, bem como o aproveitamento de resíduos são processos de necessidade urgente. Os compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais considerados, resíduos têm se mostrado excelentes alternativas para atender estes quesitos, pois são biodegradáveis, apresentam baixo custo e boas propriedades mecânicas. Nesta pesquisa o objetivo geral foi desenvolver e caracterizar um compósito polimérico de resina epóxi reforçado com serragem de madeira. Para esse estudo foram feitas, composições de resina epóxi pura, serragens fina e média à 10% e 20%. As propriedades dos materiais obtidos foram avaliadas por meio de ensaio de tração, flexão e dureza. Os resultados mostraram que é possível produzir compósitos com os materiais estudados e que a adição de serragem promoveu um aumento no Módulo de Young na adição de 10% alcalçou 1564 ± 263 comparado a resina pura com 1520 ± 65. Na flexão, o módulo de elasticidade de 452 ± 207 da resina pura para 907 ± 275 à 10% de serragem fina. Já na dureza o maior resutado foi à 10% da serragem média com o valor de 63,3Hd, e o da resina pura foi 51,7Hd. Portanto, neste trabalho, foi possível obter materiais com melhores propriedades utilizando reciclagem de resíduos naturais.
- ItemDesenvolvimento e caracterização de materiais para remoção de compostos fenólicos a partir de resina de poliuretano e biomassas vegetais(2021) Machado, Cyntia Esposti Veloso; Gambarato, Bruno ChaboliPonderando sobre a preocupação mundial acerca da relevância em preservação dos recursos naturais, enfatizando os recursos hídricos, fonte de sobrevivência para seres vivos, essencial em diversos processos industriais, observa-se a cada dia debates procurando meios estratégicos sustentáveis, capazes de minimizar a escassez e as contaminações de água. As contaminações por fenol provocam um cenário ainda mais crítico sobreas águas de efluentes, e atrapalham também em processos, como por exemplo a geração de etanol de segunda geração (etanol 2G), novamente agredindo o meio ambiente e levantando problemas socioeconômicos. A partir de tais problemáticas em torno do fenol e seus impactos sociais, econômicos e ambientais, buscou-se neste trabalho o desenvolvimento de um material adsorvedor à base de biomassas como: celulose, serragem e carvão a partir da serragem ou de resina poliuretana, para aplicação estratégica na retenção de fenóis. Os produtos foram testados utilizando uma bomba peristáltica por onde a solução de fenol a 1 g.L-1 percolou até a filtragem individual de cada filtro sendo coletadas alíquotas de 20ml em 20ml e lidas em aparelho espectrofotômetro em 280 nm. Nas análises de adsorção, a serragem apresentou redução de compostos fenólicos em 95,8% nas amostras, a celulose microcristalina uma redução mínima de 95% e o carvão possuindo os maiores valores em no mínimo adsorção de 97,5% de fenol. Todos os testes realizados com a resina PU não apresentaram resultados satisfatórios, sendo necessário um estudo futuro mais aprofundado da relação química estrutural entre o poliuretano e os anéis aromáticos fenólicos. As biomassas foram caracterizadas termicamente através de análises de termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória de varredura (DSC), foram observados valores de conversão da serragem de 20% a 70% nas faixas de 192,85 kJ.mol-1 à 352,67 kJ.mol-1 ; e no PU de 20% à 60% em faixas de 123,62kJ.mol-1 à 210,63 kJ.mol-1 . A energia de ativação necessária na serragem para as etapas de desidratação do material até a degradação foram superiores às do PU, indicando ser necessária maior energia para fornecer a clivagem de tais ligações, inferindo a possibilidade de aplicações tecnológicas ao material. Os estudos apontaram que as biomassas utilizadas como materiais filtrantes foram capazes de minimizar os efeitos negativos ocasionados por fenóis, sendo o carvão a biomassa mais apropriada neste trabalho por apresentar maior eficiência adsorvedora.
- ItemDesenvolvimento e caracterização de material compósito com matriz polimérica reforçao com fibra de coco(2021) Menchise , Claudio Alvares; Palmeira, Alexandre Alvarenga; Montoro, Sérgio RobertoO emprego de fibras vegetais em materiais compósitos como material de reforço vem despertando o interesse de pesquisadores que se propõem a atuar em áreas de pesquisas que caracterizem compósitos para o desenvolvimento sustentável. Existe uma tendência mundial para estudos que identifiquem possibilidades do uso de fibras vegetais de baixo custo em substituição das fibras sintéticas e materiais poliméricos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar compósitos reforçados com fibras de coco (Cocos nucifera) e resina poliéster, visando buscar uma estratégia entre desenvolvimento sustentável e viabilidade econômica, e também uma alternativa para reaproveitamento do resíduo agrícola da fibra de coco e redução no consumo de materiais poliméricos sintéticos. A metodologia de experimento adotada consistiu na confecção dos corpos de prova pelo processo de modelagem por contato manual, empregando as proporções percentuais de 10%, 20%, 25% e 30% de fibra de coco em relação a massa de resina poliéster. A caracterização mecânica dos corpos de prova foi realizada através de ensaios mecânicos de tração, flexão e dureza, e a caracterização microestrutural através da microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura, MEV. Os melhores resultados obtidos nos ensaios mecânicos foram com corpos de prova com composição de 25% de fibra de coco apresentando uma média para dureza de 79,26 (SHORE D), média para tração de 27,43 MPa e média para flexão de 35,91 MPa. Concluiu-se a viabilidade técnica para produção de compósitos com base polimérica de resina poliéster reforçados com fibra de coco para serem empregados na confecção de materiais diversos como: utensílios organizadores, componentes para indústria automobilística e componentes para construção civil.
- ItemProdução e caracterização de compósitos de PEAD com adição de de serragem e celulose microcristalina para confecção de capacete de de segurança para uso ocupacional.(2021) Pereira, Rogério Nogueira; Gambarato , Bruno ChaboliA quantidade de acidentes de trabalho que ocorrem, todos os anos, no mundo são alarmantes. Quando se diz respeito a questão financeira, o contexto é o mesmo em relação ao quantitativo de ocorrências, podendo chegar, a valores gastos com acidente de trabalho de 10% do PIB em paises subdesenvolvidos. Diante deste cenário, se faz necessário a utilização de medidas protetivas para que se possa minimizar as ocorrências no trabalho e com isso uma redução nos gastos provenientes a estas ocorrências. A utilização de EPI (Equipamento de Proteção Individual) é fundamental neste processo, fazendo parte da concientização dos funcionários quanto a proteção. Esta utilização gera uma grande quantidade de resíduos, pois as trocas devem ocorrer toda vez que o mesmo tem algum dano ou quando atinge a sua validade, que na sua grande maioria são descartados de maneira inadequada, visto que o Brasil só recicla cerca de 13% dos resíduos sólidos. Com isso, este estudo verificou a possibilidade de se alterar a composição de um capacete de segurança para uso ocupacional, que tem como material base o PEAD (Poliestileno de Alta Densidade), utilizando fibras vegetais e consequentemente reduzindo a quantidade de matéria prima de origem do petróleo, sem a perda de suas características necessárias para o seu uso conforme legislação vigente. Sendo que as formulações propostas tiveram desempenho satisfatório em relação ao capacete utilizado como referência. Os testes mecânicos realizados demonstraram que além de manter as características do capacete em sua composição original, houve a potencialização de outras características, como no teste a tração por exemplo, que obtiveram valores de aumento de 127% no Módulo de Young e no teste de flexão, com aumento de 139% do módulo de flexão, comparados com o PEAD puro. Mesmo que no teste de Dureza Shore, o resultado do compósito que melhor desempenhou nos testes mecânicas foi de 3% abaixo do valor em relação ao PEAD puro, o que estatisticamente é significante, entende-se que os valores encontrados corroboram que este compósito possa ser utilizado na confecção de um capacete ocupacional e com redução de seu custo pelo fato da utilização de materiais recicláveis.
- ItemProdução e caracterização de concreto com inserção de resíduos de isoladores elétricos(2022) Pimenta, Wesley Rossi; Bandeira, Cirlene FourquetOs isoladores elétricos de porcelana, são componentes muito utilizados na indústria eletroeletrônica. No entanto, os mesmos geram um elevado passivo ambiental por seu descarte, na maioria das vezes, incorreto. Entretanto, estes resíduos podem ser reutilizados, especialmente no setor de construção civil em substituição dos agregados graúdos em concreto de forma a movimentar a economia de reciclagem, diminuindo os custos e seu descarte. Entretanto, a estética dos produtos finais deve ser levada em conta. Em decorrência disso, a utilização de Cimento Portland Branco vem ganhando espaço com abertura de novos horizontes no setor de engenharia. Sendo assim, o trabalho teve como objetivo realizar a inserção destes isoladores em substituição ao agregado graúdo nas proporções de 0% (referência); 12,5%; 25%; 50% em concreto a base de cimento branco estrutural e a verificação da performance dos mesmos. Com isso, pôde ser observado uma melhora nos resultados dos corpos de prova com máxima adição de isoladores de porcelana no ensaio de resistência a compressão simples, indicando 33,31% de melhora em relação ao concreto referência. Em contrapartida pôde ser observado uma perda de desempenho do índice de vazios e absorção de água dos mesmos. No entanto, todos os concretos se apresentaram com bom desempenho para determinadas aplicações, indicando que a inserção desse porcelanato no concreto, pode de fato melhorar suas características físicas, sendo uma alternativa para o cenário atual, onde a reciclagem é primordial.
- ItemSíntese de nanopartículas conversoras ascendentes NaYF4: Yb3+, Er3+ e sua influência na estrutura e na morfologia do nanomaterial.(2021) Pinheiro, Lara Barbosa de Oliveira; Marinkovic, Bojan; Machado, Tamires MartinhãoFluoreto de sódio e ítrio codopado com íons de terras raras (NaYF4: TR) são utilizados em processos oxidativos avançados (POA), quando acoplados a semicondutores como TiO2, visando a diminuição da poluição atmosférica. Nesse sentido, a matriz de NaYF4 [na fase cristalina hexagonal (β-NaYF4)] apresenta características físicas e químicas que, acopladas a função de sensibilizador e ativador dos íons terras raras, Yb3+ e Er3+ respectivamente, potencializa o processo de conversão ascendente de energia (CAE), importante para ampliação da faixa útil de utilização da luz visível (Vis) e infravermelha (IV) pelo semicondutor para fotocatálise. Neste trabalho, partículas de NaYF4: Yb3+, Er3+ foram sintetizadas pelo método de co-precipitação, utilizando o aditivo orgânico polietilenoimina (PEI), variando-se alguns parâmetros como concentração dos reagentes e tempo de reação. A síntese de co-precipitação é comumente utilizada na obtenção dessas partículas por apresentar uma abordagem experimental simplificada, com bom controle de propriedades dos materiais a ser obtidos. O aditivo orgânico escolhido influencia diretamente na morfologia das partículas e ainda na cinética da reação. Com isso, foram obtidos cristais de NaYF4 com mistura de fases cristalinas, cúbica e hexagonal, empregando-se solução de PEI 2 %m/v, com formação de agregados de partículas amórficas da ordem de 10-20 µm; e cristais de estrutura hexagonal empregando-se solução de PEI 10 %m/v, com partículas hexaédricas de tamanho em torno de 500 nm e baixa razão de aspecto. A influência do tempo de reação na morfologia e estrutura do pó também foi analisada.
- ItemSíntese e caracterização de sínter de finos de minério de ferro de gênese magnética utilizando rota de produção baseada na utilização de carvão vegetal versus coque de petróleo, buscando meta de basicidade primária de 1,8(2022) Faria, Renan dos Santos; Habibe, Alexandre FernandesNa busca de alternativas para substituição de minério de ferro, mostram-se possíveis as tentativas de utilização de minérios menos qualificados como os de base magnetítica, dessa forma o trabalho trata do estudo e experimentação, na busca de torna-los compatíveis com o processo de sinterização, visando estruturar uma rota alternativa de construção de substituição de minério granulado convencional, para carga metálica de altos Fornos. Este trabalho encontra foco na elaboração de um sínter de minério de ferro de base magnetítica, visando atingir uma basicidade primária da ordem de 1,8, considerando possibilidades de síntese baseadas na utilização de combustíveis como o coque de petróleo e a moinha de carvão vegetal. A rota alternativa em questão se estrutura com a mistura de minério de ferro de matriz magnetítica, sinter feed disponível em pátio de usina siderúrgica e os componentes tradicionais da mistura para a fabricação do sínteres, tais como: moinha de carvão, coque de petróleo, pó de cal, finos de retorno e pó de balão (pó de coletor). O conjunto de objetivos do trabalho repousa sobre o estabelecimento de misturas ponderadas destes materiais de forma a balancear um sínter com características mecânicas adequadas, que atendam às normas e propiciem a síntese de um sínter qualitativamente favorável. Foram sinterizadas duas misturas ponderadas, avaliadas quanto a resistência a queda (Shatter Test) e avaliados também a basicidade binária de 1,8 dos sínteres. Baseando-se no interesse da sustentabilidade, mantendo a qualidade e o custo para apoiar a utilização de matérias primas menos nobres e resíduos, criando assim como um produto de boa alternativa. Cabe tornar evidente que o trabalho busca comparar característica de produto quando da utilização de dois tipos de combustível, ou seja, coque de petróleo e moinha de carvão. Os resultados e as tendências determinados pelos testes nos produtos obtido, apresentaram uma clara tendência de apontar como combustível mais ajustado a produção deste sínter, o coque de petróleo quando comparado a moinha de carvão vegetal. Com relação a produtividade e tempo de sinterização a utilização do coque de petróleo aponta um ganho de15% com relação ao sínter processado com moinha de carvão vegetal. Analisando o rendimento e geração de finos/retorno da mistura, o sínter processado com coque de petróleo apresentou um ganho de 9% quando comparado ao sínter processado com moinha de carvão vegetal. Em relação ao consumo especifico de combustível os experimentos assinalaram um consumo de 7,5% de coque de petróleo contra 12,5% de moinha de carvão vegetal. A parte experimental do trabalho foi desenvolvida em conjunto com outra dissertação de mestrado. Nosso trabalho versa especificamente sobre a síntese de um sínter com o objetivo da obtenção de um índice de basicidade de 1,8, enquanto a outra dissertação busca um índice de basicidade de 1,4. Dessa forma as misturas encaminham diferentes proporções de constituintes e diferentes resultados comparativos para os sinteres gerados.