Orientador: Massao Ionashiro / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Egon Schnitzler / Banca: Gilbert Bannach / Banca: Ronaldo Spezia Nunes / Resumo: Foram sintetizados os compostos LnL 3 •2H 2 O, sendo que Ln representa os lantanídeos trivalentes (La ao Lu e o ítrio (Y) e o L representa o nicotinato (C 6 H 4 NO 2 -- ). Os compostos foram sinteti zados por adição do ácido nicotínico em carbonatos de lantanídeos e ítrio, sob agitação e aquecimento. A caracteri zação dos compostos no estado sólido, foi reali zada utilizando as técnicas de difratometria de raios X pelo método do pó, complexometria, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e pelas técnica s termo analíticas: termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial simultâneas (TG - DSC), calorimetria exploratória diferencial (DSC), analise dos gases desprendidos (EGA) por espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (EGA:TG - FTIR) e termomicroscopia. Os resultados forneceram informações sobre o comportamento térmico, estequiometria dos compostos estudados, cristali nidade, sítios de coordenação e também foi possível identificar os principais produtos gasosos desprendidos durante o aquecimento. / Abstract: The LnL 3 •2H 2 O compounds, whe re L n represents the trivalent lanthanides (La to Lu ) and yttrium (Y), and L represents nicotinate (C 6 H 4 NO 2 -- ) were synthesized. The synthesis was perfomed by addition of nicoti nic acid lanthanides and yttri um carbonates, with stirri ng and heating. The characteri zation of the compounds i n the solid state was carried out usi ng the techniques of X - ray diffraction powder pattern, complexometry, infrared spectroscopy (FTIR) and by thermoanalytical techniques: simultaneous thermogravimetry and differential scanning calorimetry (TG - DSC), differential scanni ng calor imetry (DSC), evolved gas analysises (EGA) by infrared spectroscopy (EGA: TG - FTIR) and thermal microscopy.The results provided information on the thermal behavior of the studied as compounds stoichiometry, crystallinity, coordination sites . It was also poss ible to identify the main gaseous products evolued during heating. / Doutor

Orientador: Vicente Luiz Scalon / Coorientador: Alcides Padilha / Banca: Celso Luiz da Silva / Banca: Ismael de Marchi Neto / Banca: Rodrigo Correa da Silva / Resumo: A mudança na geração de energia através de fontes não renováveis para fontes renováveis é uma grande preocupação mundial e nacional, que tem impulsionado pesquisas e desenvolvimentos de tecnologias na área de energia renovável. Neste cenário, a energia solar é uma excelente alternativa, por ter um grande potencial e diversas aplicações. Com isso, este trabalho tem o objetivo de analisar melhorias na eficiência de coletor solar plano, equipamento utilizado no aquecimento de água através da energia solar, ao adicionar barreiras na cavidade de ar confinado entre a sua placa absorvedora e a sua cobertura de vidro. As barreiras bloqueiam o fluxo de ar, provocado pela convecção interna, diminuindo as perdas de calor. A análise foi realizada em quatro coletores, nos quais foram adicionados de uma a quatro barreiras e comparados com um coletor sem barreira como referência. Para isso, foi construída uma bancada de teste com todos equipamentos necessários para obter a eficiência em coletor solar plano. Os resultados dos ensaios mostraram que não houve uma variação significativa da absorção de radiação solar, já que a eficiência máxima manteve-se inalterada. Porém, houve uma diminuição da perda de calor ao adicionar as barreiras, sendo esse resultado diretamente relacionado a inclinação da curva de eficiência usada na análise de coletor solar plano. Os resultados mostram que a inclinação varia em -2,05%, -5,12% e 2,94%, para duas a quatro barreiras, respectivamente. Portanto, as barreir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The shift in power generation from non-renewable sources to renewable sources is a major global and national concern that has driven research and development of renewable energy technologies. In this scenario, the solar energy is an excellent alternative, for having great potential and diverse applications. With this, the objective of this work is to analyze improvements in the efficiency of solar collector flat, equipment used in heating water through solar energy, by adding barriers in the confined air cavity between its absorber plate and its glass cover. The barriers block the flow of air, caused by internal convection, reducing heat losses. The analysis was performed on four collectors, in which one to four barriers were added and compared with a barrierless collector as a reference. For this, a test bench was built with all the necessary equipment to obtain the efficiency in the flat solar collector. The results of the tests showed that there was no significant variation in the absorption of solar radiation since the maximum efficiency remained unchanged. However, there was a decrease of the heat loss when adding the barriers, being this result directly related to the slope of the curve of efficiency used in the analysis of flat solar collector. The results show that the slope varies by -2.05%, -5.12% and 2.94% for two to four barriers, respectively. Therefore, the barriers reduce the heat loss to the medium, with an optimal number of barriers for each flat solar collector project. / Doutor

Orientador: Gilbert Bannach / Coorientador: Luiz Carlos da Silva Filho / Banca: Egon Schnitzler / Banca: Aguinaldo Robinson de Souza / Resumo: O principal objetivo deste trabalho foi a síntese de um polímero com o uso de matérias primas renováveis e de origem vegetal e, além disso, seguir os princípios da Química Verde. Foi usado o óleo de macadâmia (extraído das castanhas de Macadamia integrifolia) em uma rota de síntese envolvendo condições brandas de temperatura e pressão. O polímero de macadâmia obtido foi caracterizado por diversas técnicas. A análise térmica foi utilizada na determinação da estabilidade térmica (140 °C), no entendimento do padrão de degradação térmica através de estudo cinético e na determinação da transição vítrea (Tg, 48 °C). Pela espectroscopia no infravermelho obteve-se uma ideia geral do mecanismo de polimerização do óleo de macadâmia com o pré-polímero (glicerol e anidrido maleico) e, possibilitou a identificação dos grupos funcionais presentes no polímero de macadâmia. Algumas propriedades interessantes do material sintetizado foram a sua fluorescência e a grande remoção de corantes orgânicos em solução, demonstrando a forte interação da superfície polimérica com o substrato orgânico. Esta primeira propriedade leva a potencial aplicação no desenvolvimento de sensores químicos. Já a segunda propriedade torna promissor o uso do polímero no encapsulamento de moléculas de interesse nutricional e/ou farmacológico, tendo-se em vista o fato de tanto o óleo de macadâmia quanto o glicerol serem comestíveis. / Abstract: The main objective of this work was the synthesis of a polymer using vegetable and renewable feedstock and following the green chemistry principles. The use of macadamia oil (extracted from Macadamia integrifolia nuts) in a synthesis route was achieved under mild temperature and pressure conditions. The produced material was submitted to a series of characterization techniques. Thermal analysis was used to determine its thermal stability (140 °C), its degradation pattern with the involved kinetic, and its glass transition (Tg 48 °C). Mid-infrared spectroscopy shows the general mechanism of polymerization of macadamia oil with pre-polymer (glycerol and maleic anhydride) and identified functional groups of the polymer. Some interesting characteristics of the macadamia polymer were its fluorescence and the great removal of organic dyes from aqueous solutions, which demonstrates the great interaction of its surface with organic molecules. The first characteristic indicates potential applications as chemical sensors. The other characteristic makes promising the use of the polymer as an encapsulation material for substances of nutritional and pharmacological interests, considering that macadamia oil and glycerol are edible substances. / Mestre

Orientador: Michelle Leali Costa / Coorientador: Mario de Oliveira Neto / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Resumo: Neste trabalho encontra-se apresentada a produção via misturador termocinético e injeção de compósitos de polipropileno reforçados com bagaço de cana de açúcar deslignificado e com bagaço hidrolisado por enzimas, em diferentes concentrações (5%, 10% e 25%, massa/massa, (m/m)). Em seguida, os compósitos poliméricos foram caracterizados via ensaios mecânicos de tração, flexão em três pontos e impacto Izod. Além disso, ensaios para a determinação das propriedades térmicas (temperaturas de fusão e de cristalização por calorimetria exploratória diferencial (DSC), temperatura de degradação por termogravimetria (TGA) e temperatura de transição vítrea (Tg) por análise dinâmico-mecânica (DMA)) foram realizadas. Análises de infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) também foram realizadas nos compósitos produzidos. As amostras foram também submetidas ao condicionamento em câmara de radiação ultravioleta (UV) para avaliar a influência do intemperismo nas propriedades mecânicas e térmicas dos compósitos poliméricos produzidos. Os resultados de FTIR mostram a presença de boa interface entre a matriz (PP) e os materiais lignocelulósicos. As análises de DSC e TGA mostram que as temperaturas de fusão, de cristalização e degradação térmica estão dentro dos valores relatados na literatura, indicando que o processamento termocinético e a injeção não afetaram as propriedades térmicas dos compósitos. A temperatura de transição vítrea (Tg) medida por DMA não foi afetada pela introdução dos reforços. Porém, quando os compósitos foram submetidos à exposição a radiação UV os valores da Tg dos compósitos foram aumentados. As propriedades mecânicas avaliadas no presente trabalho não sofreram alterações ou ganhos significativos com a introdução dos reforços nos compósitos, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work is presented the production via kinetic term mixing and injection of polypropylene composites reinforced with both delignified and enzymatic hydrolyzed residue bagasse from sugarcane, at different concentrations (5%, 10% and 25%, (w / w)). Polymeric composites were characterized via mechanical tests of tensile, three points bending flexural and Izod impact. Furthermore, tests for determining the thermal properties were done (melting and crystallization temperatures by differential scanning calorimetry (DSC), temperature of degradation by thermogravimetric analysis (TGA) and glass transition temperature (Tg) by dynamic mechanical (DMA)). Analyses of Fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) were done for the composites. After this, the polymeric composites were subjected to conditioning in the ultraviolet radiation camera (UV) to evaluate the wheathering influence on the mechanical and thermal properties. FTIR results showed the presence of interface between the matrix (PP) and lignocellulosic materials. DSC and TGA analyzes showed that the melting temperatures of crystallization and thermal degradation are within the values reported on literature, indicating that the kinetic term processing and injection did not affect the thermal properties of the composites. Tg was not affected by the introduction of reinforcement agents. However, when the composites were subjected to exposure to UV radiation, the values of Tg of the composites were increased. The mechanical properties evaluated in this study did not change or significant gains with the introduction of reinforcements in composites, however, when exposed to UV radiation for conditioning such properties suffered less significant reductions when compared with the samples of the polypropylene / Mestre

Orientador: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: Este trabalho teve como proposta estudar as tensões residuais em uma junta de topo, soldada através do processo de arco submerso. Um modelo em elementos finitos do tipo sólido foi construído no programa ANSYS, o qual foi usado em uma análise térmica-estrutural transiente, com o objetivo de se obter o histórico de temperaturas e as tensões residuais. As propriedades dos materiais foram consideradas em função da temperatura e a fonte de calor foi modelada através de temperaturas prescritas nos nós dos elementos da solda. Utilizou-se elementos Birth and Death para simular a deposição do metal de adição somente na análise térmica. Os resultados da análise térmica foram comparados com um trabalho de referência, apresentando boa correlação. Verificou-se que o modelo da fonte de calor tem relação direta com o formato e tamanho da poça de fusão e com os gradientes de temperatura na região da solda e zona termicamente afetada. A análise mecânica também foi comparada com os resultados de uma referência, onde verificou-se boa concordância para as deformações elásticas longitudinais (direção da solda). O perfil das deformações na direção transversal apresentou certa concordância com os resultados da referência, porém, os valores absolutos mostraram grande divergência / Abstract: This work aimed to study the residual stresses in a butt joint welded by submerged arc process (SAW). A finite element model was built with solid elements in ANSYS program, which was used in a transient thermal-structural analysis, with the purpose of obtaining the temperature history and residual stresses. The properties of the materials were considered as a function of temperature and the heat source was modeled using prescribed temperatures in nodes of the weld elements. Birth and death elements were used to simulate the metal deposition only in thermal analysis. The results of the thermal analysis were compared with a reference work, showing good agreement. It was found that the heat source model is directly related to the shape of the weld pool and the temperature gradients in the weld region and heat affected zone. The mechanical analysis was also compared with the results of a reference with a good agreement for the longitudinal elastic deformations (welding direction). The elastic deformations profile in transverse direction showed some agreement with the reference results but the absolute values showed great divergence / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:27:02Z : No. of bitstreams: 1 180959.pdf: 6938528 bytes, checksum: 3dd76b56d7f0338c2f9bb9fb0b3d6388 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Curso de Pos-Graduação em Fisico-Quimica / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:22:30Z : No. of bitstreams: 1 81767.pdf: 1332142 bytes, checksum: c2fc23d4d159bd3e65cabb9ae2f991bb (MD5) / Inicialmente, através de um texto lógico e conciso são apresentados os principais dados bibliográficos sobre a cera de cana-de-açúcar, bem como, da calorimetria diferencial de varredura. A cera de cana-de-açucar usada neste estudo foi extraída da torta de prensa e do farelo de raspagem de cinco variedades de cana, com tetracloreto de carbono. Foi verificado que o rendimento das ceras bruta e refinada variam com a temperatura e o tempo de extração, bem como, com a variedade de cana-de-açúcar. A cera bruta foi refinada pelas técnicas Australiana e de Balch.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:31:11Z : No. of bitstreams: 1 149253.pdf: 25632414 bytes, checksum: fc54988b4184d3b5b1b0c94fca665a04 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295962.pdf: 6619721 bytes, checksum: f89899632bdba23ef8223f96f6c0ff8d (MD5) / O trabalho apresenta uma metodologia de estudo e modelagem dos processos de transferência de calor em um forno túnel, com o objetivo de gerar subsídios técnicos para viabilizar propostas de melhorias, sob o ponto de vista térmico no forno. Utilizando biomassa e óleo de xisto como fonte de energia, o produto queimado consiste em telhas esmaltadas, empilhadas sob mobílias em cima de uma vagoneta. A modelagem numérica foi realizada em linguagem FORTRAN, baseando-se no método dos volumes finitos, contendo o domínio as paredes, teto do forno, vagoneta, telhas e mobílias, bem como a cavidade interna - por onde escoam os gases da combustão e resfriamento. Os fenômenos químicos e físicos envolvidos na modelagem numérica são, respectivamente, a combustão da lenha e óleo de xisto, trocas térmicas por radiação e convecção entre a superfície externa e o ambiente. Já, no interior do forno há troca por radiação entre a superfície interna com a carga, e por convecção entre fluido e as superfícies da parede e carga. Dados experimentais foram coletados com o forno operando em regime permanente, apresentando a solução numérica consistentes com os dados coletados, o que possibilita a predição do comportamento do forno como um todo. Resultados como o balanço global de energia no envelope do forno, curva de queima, bem como as distribuições de temperatura longitudinal e transversal na carga são apresentados e discutidos. / The work presents a study methodology, and a numerical model for the heat transfer processes in tunnel kilns, with the main goal of generating technical data, allowing optimization in the thermal efficiency and production of the kiln. Employing biomass and shale oil as fuel, glazed roof tiles . the firing products - are stacked in furnitures above the lorry. The numerical model was developed in FORTRAN, based in the method of finite volumes, having as domain the walls, roof, lorry with tiles and furniture, as well as the cavity - where the combustion and cooling gases flow. The numerical model accounts for the biomass and shale oil combustion, as well as the radiation and convection heat transfers between the external wall and the surroundings. Inside the kiln, radiation is transferred from the internal walls to the load, while convection heat transfer occurs between the flow and the surfaces of the walls and load. Experimental data . necessary for the global analysis of the kiln . were obtained with a working furnace, showing the numerical results good agreement with the experimental data, which allows the prediction of the kiln.s behavior. Outputs as energy global balance, the characteristic firing curve, as well as the longitudinal and transversal temperature distribution of the load are presented and discussed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:41:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237205.pdf: 53733531 bytes, checksum: ced4adedc9fd7038d86ef25724a1e463 (MD5) / O presente trabalho pretende avaliar a possibilidade de aproveitamento de resíduos sólidos urbanos na construção civil, especialmente embalagens do tipo longa vida e, complementarmente, valorizar a conscientização ambiental e os princípios de sustentabilidade. O estudo refere-se à aplicação de resíduo sólido urbano - embalagem do tipo Longa Vida (LV) - composta por alumínio, papel e polietileno na confecção de componentes para a construção. Considera-se que a construção civil apresenta maior capacidade de absorver novos materiais e novas tecnologias. Tem-se por objetivo desenvolver painéis de vedação e manta para subcobertura térmica para habitação. Dois painéis são propostos: o primeiro é composto pela junção de camadas de polietileno e alumínio a uma placa de madeira, enquanto o outro painel consiste no reaproveitamento das unidades LV com argamassa. Os painéis seguem o conceito de construção pré-fabricada, tecnologia esta que substitui as técnicas construtivas tradicionais e que, atualmente, já é incorporada aos projetos de edificações. Um exemplo também termicamente avaliado neste estudo é o gesso acartonado, material de referência indicado para parede de vedação interna de qualquer tipo de construção. Para a análise térmica destes painéis e da subcobertura, foi utilizado o método fluximétrico, que tem por finalidade determinar a resistência térmica dos materiais. Este método proporciona maior precisão à utilização destes materiais em relação aos comercializados. A aplicação de embalagem LV em subcoberturas, bem como em painel de vedação, contribui para a redução de das trocas de calor com o ambiente externo, proporcionando a redução do consumo de energia no condicionamento artificial de ar. O uso de resíduos sólidos urbanos na construção civil é uma possibilidade que não pode ser descartada, oferecendo melhor qualidade nas habitações, viabilidade econômica e auxilia a redução dos impactos ambientais.