Questões ligadas ao desempenho térmico e acústico de edificações têm sido cada vez mais abordadas, num cenário em que ganham importância a economia de energia e o controle do ruído. O advento dos materiais compósitos propiciou o emprego de resíduos de processos que, aliados a materiais de origem renovável, contribuem para a obtenção de produtos de reduzido impacto ambiental. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção e caracterização de painéis de partículas e espuma poliuretana à base de óleo de mamona, para destinação em composições termoacústicas. Os painéis de partículas foram produzidos utilizando-se resíduos de madeira de Pinus sp., tratado com CCB (preservante de cromo, cobre e boro - base óxido), borracha de pneus inservíveis e adesivo poliuretano à base de óleo de mamona. Foram adotadas variações na produção dos painéis, quanto aos fatores: proporção e configuração da borracha, espessura e pressão de prensagem; verificando sua influência no desempenho dos painéis. As propriedades físicas e mecânicas dos painéis foram determinadas conforme a ABNT NBR 14810-3 (2006) e avaliadas segundo os principais requisitos de normas neste âmbito. Análises estatísticas (ANOVA) foram realizadas para verificação da influência dos fatores de produção, e de suas interações, nas propriedades físicas e mecânicas dos painéis. Também foram avaliadas a morfologia e estabilidade térmica dos painéis e espumas. O isolamento térmico foi avaliado pela determinação experimental da condutividade térmica. A absorção sonora dos painéis e espumas, em diferentes montagens, foi determinada por medições em câmara reverberante, conforme ISO 354 (1985). Os resultados das propriedades físicas e mecânicas dos painéis estiveram em grande parte condizentes com os documentos normativos. O teor de borracha e a sua interação com os demais fatores apresentaram influência estatística nas propriedades físicas e mecânicas dos painéis. A morfologia dos painéis e espumas permitiu visualizar sua adequação aos produtos propostos, por meio da porosidade. Em relação ao isolamento térmico e absorção sonora, os painéis e espumas, bem como as composições formadas, apresentaram desempenho coerente com produtos e normas utilizados como referência. Sendo assim, verificou-se a viabilidade de produção e aplicação dos painéis e espuma poliuretana à base de mamona em composições destinadas ao conforto termoacústico. / Issues relating to thermal and acoustic performance of buildings have been increasingly addressed in a scenario where energy savings and noise control are essential. Advent of composite materials enabled the use of residues from production processes that, coupled with renewable source materials, contribute to obtain products with low environmental impact. So, this study aimed to the production and characterization of particleboards and castor-oil-based polyurethane foam, for thermo-acoustic compositions. Panels were produced with residues of Pinus sp., treated with CCB (chromium, copper and boron basic oxide preservative), tire rubber wastes and castor-oil-based polyurethane adhesive. Variations in the production parameters were adopted: proportion and configuration of tire rubber; panels thickness; and pressing pressure, to determine their influence on panel performance. Physical and mechanical properties of particleboards were determined based on ABNT NBR 14810-3 (2006) and evaluated according to the main requirements of standards in this area. Statistical analysis (ANOVA) was performed to check the influence of production factors, and their interactions, in those properties. Morphology and thermal stability of foams and panels were also evaluated. Thermal insulation was evaluated by experimental values of thermal conductivity. Sound absorption of the panels and foams, in different assemblies, was determined by measurement in a reverberation room, according to ISO 354 (1985). Results of evaluated panel properties were consistent with the normative requirements. The tire rubber content and its interaction with other factors influenced in almost all physical and mechanical properties of the particleboards. Morphology of the foams and panels permitted confirming their suitability to the proposed product by the porosity. With respect to thermal insulation and sound absorption, panels and foams as well as the correspondent compositions showed performance consistent to the references. Therefore, it was demonstrated the production feasibility and applying of studied compositions intended for the thermo-acoustic comfort.

As espumas de polietileno são amplamente utilizadas. Suas aplicações vão de aparelhos domésticos a artefatos médicos, incluindo aplicações nas indústrias de construção civil e automobilística. As propriedades das espumas dependem da densidade e da sua estrutura celular, em outras palavras, da quantidade de células abertas e fechadas, da distribuição e do tamanho das células. Os métodos de produção de espumas de polietileno reticulado são classificados em dois tipos, de acordo com o método de reticulação. Um dos métodos é a reticulação química, que utiliza peróxidos como agente reticulante, O outro método é a reticulação por irradiação, utilizando feixe de elétrons. As espumas obtidas a partir do polietileno reticulado pelo processo de irradiação apresentam superfície lisa e homogênea, e são formadas basicamente por células fechadas. O objetivo deste trabalho foi utilizar a radiação ionizante para a formação de ligações cruzadas entre as moléculas de polietileno de baixa densidade (LDPE), que permitiu a obtenção das espumas. As suas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram avaliadas. As amostras de polietileno com densidade de 0,946 g/cm3, contendo 5% de azodicarbonamida (ADCA), agente expansor, foram irradiadas com feixe de elétrons de alta energia com doses de radiação de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100 kGy. Após a irradiação, as amostras de LDPE foram colocadas em um forno para expansão térmica e formação das espumas. Foi determinado o grau de reticulação das espumas. Algumas amostras também foram envelhecidas termicamente. O desempenho mecânico das amostras de espumas foi avaliado por meio de ensaios de tração e deformação, dureza, deformação permanente por compressão e resiliência. Também foram realizados ensaios de termogravimetria (TGA) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que no intervalo de doses de radiação estudadas, a resistência à tração aumenta com o aumento do grau de reticulação. Nos ensaios de resistência à compressão, a partir da dose de radiação de 40 kGy, observou-se um decréscimo nos valores obtidos. Já a resiliência sofreu pouca aheração. De acordo com a análise morfológica pode-se concluir que a dose de radiação de 30 kGy foi a que promoveu a formação de espumas com estrutura celular fechada e mais homogênea. / The polyethylene foams are widely used. Their main applications are used for both home appliances to medical equipments. Beside that, they have applications in building and automotive industries. The foam properties depend on the density and its cellular structure, that is, the amount of open and closed cells, of the distribution and size of them. The methods of the crosslinking polyethylene foam production are classified in two types, according to the crosslinking method. One method is based on the chemical crosslinking, which utilizes peroxide as crosslinking agent. In the other method, the crosslinking is induced by electron beam radiation. The foams obtained from the crosslinking polyethylene by irradiation process presented a smooth and the homogeneous surface, and are formed basically by closed cells. The aim of this study was to apply the ionizing radiation from electron beam to crosslink low density polyethylene (LDPE), to obtain foams. Their morphological, thermal and mechanical properties were studied to evaluate the obtained samples. The samples of low density polyethylene (0,946 g/cm3), containing 5% of azodicarbonamide (ADCA), as expander agent, were irradiated with electron beam with doses of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 and 100 kGy. After the irradiation, these LDPE samples were put into an oven to obtain the foams. It was determined the crosslinking degree of the foams. Some samples were also thermically aged. The mechanical performance of the foams samples was evaluated by means of the tensile strenght, compression, hardness, permanent deformation by compression and resilience. It was also carried out thermogravimetry and scanning electron microscopy (SEM). The results have shown that, in the interval of radiation doses studied, that the tensile strength increases with the increase of the crosslinking degree. The compression resistance results obtained from with samples with to radiation dose of 40 kGy showed significant decreasing. The resilience measurements have shown only little variations. According to the morphological analysis it can be concluded that foams with radiation dose of 30 kGy have closed cellular structure more homogeneous and smooth morphology.

As espumas de polietileno são amplamente utilizadas. Suas aplicações vão de aparelhos domésticos a artefatos médicos, incluindo aplicações nas indústrias de construção civil e automobilística. As propriedades das espumas dependem da densidade e da sua estrutura celular, em outras palavras, da quantidade de células abertas e fechadas, da distribuição e do tamanho das células. Os métodos de produção de espumas de polietileno reticulado são classificados em dois tipos, de acordo com o método de reticulação. Um dos métodos é a reticulação química, que utiliza peróxidos como agente reticulante, O outro método é a reticulação por irradiação, utilizando feixe de elétrons. As espumas obtidas a partir do polietileno reticulado pelo processo de irradiação apresentam superfície lisa e homogênea, e são formadas basicamente por células fechadas. O objetivo deste trabalho foi utilizar a radiação ionizante para a formação de ligações cruzadas entre as moléculas de polietileno de baixa densidade (LDPE), que permitiu a obtenção das espumas. As suas propriedades mecânicas, térmicas e morfológicas foram avaliadas. As amostras de polietileno com densidade de 0,946 g/cm3, contendo 5% de azodicarbonamida (ADCA), agente expansor, foram irradiadas com feixe de elétrons de alta energia com doses de radiação de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100 kGy. Após a irradiação, as amostras de LDPE foram colocadas em um forno para expansão térmica e formação das espumas. Foi determinado o grau de reticulação das espumas. Algumas amostras também foram envelhecidas termicamente. O desempenho mecânico das amostras de espumas foi avaliado por meio de ensaios de tração e deformação, dureza, deformação permanente por compressão e resiliência. Também foram realizados ensaios de termogravimetria (TGA) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que no intervalo de doses de radiação estudadas, a resistência à tração aumenta com o aumento do grau de reticulação. Nos ensaios de resistência à compressão, a partir da dose de radiação de 40 kGy, observou-se um decréscimo nos valores obtidos. Já a resiliência sofreu pouca aheração. De acordo com a análise morfológica pode-se concluir que a dose de radiação de 30 kGy foi a que promoveu a formação de espumas com estrutura celular fechada e mais homogênea. / The polyethylene foams are widely used. Their main applications are used for both home appliances to medical equipments. Beside that, they have applications in building and automotive industries. The foam properties depend on the density and its cellular structure, that is, the amount of open and closed cells, of the distribution and size of them. The methods of the crosslinking polyethylene foam production are classified in two types, according to the crosslinking method. One method is based on the chemical crosslinking, which utilizes peroxide as crosslinking agent. In the other method, the crosslinking is induced by electron beam radiation. The foams obtained from the crosslinking polyethylene by irradiation process presented a smooth and the homogeneous surface, and are formed basically by closed cells. The aim of this study was to apply the ionizing radiation from electron beam to crosslink low density polyethylene (LDPE), to obtain foams. Their morphological, thermal and mechanical properties were studied to evaluate the obtained samples. The samples of low density polyethylene (0,946 g/cm3), containing 5% of azodicarbonamide (ADCA), as expander agent, were irradiated with electron beam with doses of 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 and 100 kGy. After the irradiation, these LDPE samples were put into an oven to obtain the foams. It was determined the crosslinking degree of the foams. Some samples were also thermically aged. The mechanical performance of the foams samples was evaluated by means of the tensile strenght, compression, hardness, permanent deformation by compression and resilience. It was also carried out thermogravimetry and scanning electron microscopy (SEM). The results have shown that, in the interval of radiation doses studied, that the tensile strength increases with the increase of the crosslinking degree. The compression resistance results obtained from with samples with to radiation dose of 40 kGy showed significant decreasing. The resilience measurements have shown only little variations. According to the morphological analysis it can be concluded that foams with radiation dose of 30 kGy have closed cellular structure more homogeneous and smooth morphology.

Em busca de soluções estruturais para restauração de pavimentos rodoviários que que sejam eficientes, mas ao mesmo tempo que sejam econômicas e impactem o mínimo possível na dinâmica de operação da malha rodoviária, tem sido difundida a metodologia de reciclagem a frio de pavimentos com a estabilização com espuma de asfalto. A redução de custos devido a reutilização de material e a menor necessidade de transporte de insumos, além da possibilidade de realização da restauração em um curto espaço de tempo, têm contribuído para a crescente utilização do processo. Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho e o comportamento mecânico de uma mistura reciclada estabilizada com espuma asfalto, para melhor entender os efeitos do confinamento e do teor de umidade do material, visto que este passa por um processo de cura quando já em serviço. Foi acompanhado um trecho experimental onde o pavimento foi restaurado com a aplicação de uma base reciclada estabilizada com espuma de asfalto. O segmento foi monitorado através do controle tecnológico de execução e de levantamentos deflectométricos com FWD. Verificou-se que as deflexões após quase 24 meses da execução do trecho reduziram consideravelmente. Paralelamente, foram realizados ensaios de resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência triaxial e de deformação permanente para diferentes procedimentos de cura para verificação do efeito da saída da água nas mudanças de comportamento mecânico do material. Verificou-se ainda o efeito das tensões de confinamento no módulo de resiliência de materiais estabilizados com espuma de asfalto e determinaram-se os parâmetros de cisalhamento do material através de ensaiosTriaxiais Monotônicos. Pode-se concluir que a cura é uma consideração importante tanto com relação a sua duração, quanto com relação ao seu efeito no comportamento do material. / Seeking for pavement rehabilitation solutions that result in efficient and capable structures, that bring economic advantages, and the smallest possible impact to the road network operation, cold recycling with foamed asphalt stabilization has been gaining acceptance and growing steadily. The possibility of economic benefits due to material reuse and the decrease in transportation costs, allied to the reduced time needed to open to traffic, have contributed to the increase in this technique\'s use. This study has the objective of evaluating the performance of cold recycled mixes stabilized with foamed asphalt, for a better understanding on the effects of confining stresses, and material moisture content, since it undergoes the curing process when in service. An experimental test section with foamed stabilized recycled material used as the base course was monitored through quality control and quality assurance and FWD tests. It was observed that deflections, after nearly 24 months, have decreased significantly. In laboratory, Indirect Tensile Strength, Triaxial Resilient Modulus, and Permanent Deformation Tests were conducted for samples cured through different procedures, to evaluate the stress dependency and the effect of moisture decrease on the material behaviour. As a complementing test to evaluate the effect of confinement on material mechanical behaviour and to characterize the shear properties in foamed stabilized materials, a Monotonic Triaxial Test was performed. Based on the results obtained, one can conclude that the curing is a critical consideration in terms of timing and its influence on pavement performance. Triaxial tests showed the stress dependency of this bitumen stabilized material, while permanent deformation results indicated some potential for damage in the early stages after construction. Also, foamed bitumen stabilized materials stress dependency indicate that its mechanical behaviour is similar to unbound granular materials. On the field evaluation, FWD data indicated the decrease in deflection with time, resulting in an increase of the layers stiffness.

O lançamento de águas residuárias contendo compostos nitrogenados tem um importante impacto sobre a saúde e o meio ambiente, tornando necessária a incorporação de processos de remoção desses compostos nos sistemas de tratamento de águas residuárias. Neste trabalho, foram estudadas as condições de operação para promover a remoção conjunta de nitrogênio e matéria orgânica em reator biológico de leito móvel, contínuo, operado sob aeração intermitente, alimentado com água residuária sintética contendo nitrogênio amoniacal (90 a 110 mg/L) e melaço como matéria orgânica (DQO de 450 a 550 mg/L). Foram utilizados dois reatores em escala de bancada, cada um com dois litros de volume útil, contendo diferentes meios suportes para a imobilização da biomassa: matrizes de espuma de poliuretano e anéis plásticos. Na primeira etapa experimental, o reator contendo anéis plásticos apresentou eficiências de remoção de nitrogênio muito baixas. Na segunda etapa, trocou-se o material suporte por matrizes de espuma de poliuretano inoculadas com lodo aeróbio de estação de tratamento de águas residuárias. A partir de então, trabalhou-se com dois reatores de mesma configuração, exceto pelas origens, idades e características dos lodos de inóculo. Inicialmente, a alimentação foi realizada utilizando-se apenas os micronutrientes contidos no melaço. Posteriormente, a composição da água residuária foi alterada, introduzindo-se solução de micronutrientes, pois se concluiu que a instabilidade no processo de nitrificação devia-se ao fato de o melaço comercial apresentar deficiências nutricionais. Como resultado, em condições de estabilidade operacional, foram obtidas eficiências de remoção de DQO superiores a 85%, oxidação total do nitrogênio amoniacal e eficiências de remoção de nitrogênio de aproximadamente 55%. Variações posteriores nas condições de operação, como o aumento do período anóxico (de 1h para 1h15min) e redução do tempo de detenção hidráulica (para valores inferiores a 12 horas), resultaram em melhora no desempenho dos reatores. Os resultados obtidos permitem admitir que as melhores condições de operação não foram atingidas durante o experimento, abrindo a possibilidade para a otimização do processo em pesquisas futuras. Constatou-se que o desenvolvimento das populações microbianas imobilizadas no meio suporte foi diferente do observado na biomassa em suspensão. Verificou-se, também, que a biomassa responsável pela nitrificação e desnitrificação ocorreu predominantemente no meio suporte, enquanto que a biomassa heterotrófica predominou no lodo em suspensão. / The operating conditions for the combined removal of nitrogen and organic matter in moving- bed biological reactor were investigated. Two bench-scale reactors, two liters each, were operated under intermittent aeration and continuously fed with synthetic wastewater containing ammonia nitrogen (90 to 110 mg/L) and molasses as organic carbon source (COD of 450 to 550 mg/L). Each reactor received different moving-bed materials: polyurethane foam matrices and plastic rings, respectively. During the first experimental period, the reactor containing plastic rings maintained very low nitrogen removal efficiencies during large period. For this reason, the moving-bed was replaced by polyurethane foam matrices and the reactor was re-inoculated with aerobic wastewater plant sludge. Thereafter, the two reactors were similar except for the origin, age and characteristics of the inoculum sludge. First, the wastewater micronutrients were just those contained in the carbon source (molasses). After, the synthetic wastewater composition was changed by adding a solution of micronutrients. This procedure was adopted to achieve a stable nitrification process, because commercial molasses is a very poor regarding its micronutrient composition. As a result of the stable conditions prevalence just after adding micronutrients, organic matter (as COD) removal efficiencies were higher than 85% and complete nitrogen ammonia oxidation was achieved. In nitrogen removal efficiencies were approximately 55%. The performance of the reactors improved after the increase of the anoxic period from1h to 1h15min, and reduction of the hydraulic detention time to less than 12 h. The results obtained in the last operating period indicated the optimum operating conditions was not achieved in this experiment, thus opening the possibility of process improvement in further researches. Microbial populations with different characteristics were developed in suspended growth and attached biomass. Nitrification and denitrification bacteria predominated as attached biomass whereas heterotrophic bacteria predominated as suspended growth biomass.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Cesar Bento.pdf: 1732687 bytes, checksum: 53eb9d5eb1ee3aca52e7d78b1169f466 (MD5) Previous issue date: 2012-04-10 / In this work, the effect of sodium hydroxide as a glass foaming agent using glass waste in the foam formulation was performed. During the synthesis process, the variation of temperature, heating rate and sintering time was investigated. Sample density and average pore sizes were estimated using mercury porosimetry. The morphology of the glass foams were evaluated using scanning electron microscopy, phase formation was studied using X-ray diffraction, and chemical composition was estimated using X-ray fluorescence. As a result, glass foam with hierarchical density. / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a ação do hidróxido de sódio como agente formador de espuma vítrea usando resíduos de vidro em sua composição. Para a síntese, investigou-se a variação da temperatura, da taxa de aquecimento e do tempo de sinterização. Utilizando-se a técnica de porosimetria de mercúrio, para estimar a densidade e o tamanho médio de poros. A morfologia das espumas vítreas foi avaliada através da microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG) e as fases das espumas vítreas foram caracterizadas pelas técnicas de difração de raios X e a composição química estimada usando fluorescência de raios X.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-12-11T11:55:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafael Polak.pdf: 5152873 bytes, checksum: 5f30b3bcb29a2f08c434a1b4def58c5a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-11T11:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Rafael Polak.pdf: 5152873 bytes, checksum: 5f30b3bcb29a2f08c434a1b4def58c5a (MD5) Previous issue date: 2018-07-23 / Essa pesquisa teve por objetivo principal avaliar o desempenho de um reator em escala piloto de leito empacotado e fluxo contínuo sob diferentes condições operacionais de aeração, na remoção biológica de matéria carbonácea e nitrogenada, de efluente sanitário. O reator possuía um volume total de 5,65 m³ e volume útil de 4,75 m³, devido ao volume ocupado pelo material suporte. O meio suporte utilizado para fixação de microrganismos foi o dispositivo denominado Biobob®, que consiste em uma matriz de espuma de poliuretano envolta por uma estrutura de polipropileno, com geometria cilíndrica de 45 mm de diâmetro e 60 mm de altura. O reator foi operado com um Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 12 horas, razão de recirculação de 2 vezes vazão de alimentação e foi alimentado continuamente por afluente composto por mistura de esgoto sanitário não tratado e efluente de Reator Anaeróbio de Leito Fluidizado (RALF) na proporção de 1:1 (v:v). Foram explorados três ciclos de operação de 180 minutos: (10) aerando continuamente por 180 minutos, (2) aerando 60 minutos e não aerando 120 minutos, e (3) aerando 120 minutos e não aerando 60 minutos. Os resultados mostraram não haver diferença estatística nas eficiências de reduções de Demanda Química Oxigênio (DQO) entre as três condições estudadas, com eficiências médias de 76,34%, 75,32% e 79,80%, respectivamente, indicando que o tempo de aeração não influenciou na eficiência de redução. A DQO efluente do reator variou entre 31 mg.L-1 e 206 mg.L-1. A eficiência de nitrificação se mostrou fator limitante na remoção de NT. As condições (1) e (3) com maiores taxas de nitrificação, 75% e 70% respectivamente, obtiveram as melhores eficiências de remoção de NT, com taxas de 65% em ambas. A relação DQO/NTK durante as 3 etapas da pesquisa foi próxima a 9,59. A condição (3) apresentou diferença estatística significativa na remoção de NT devido a maior disponibilidade de doadores de elétrons, com relação DQO/NTK de 11,2. A desnitrificação apresentou médias de remoções de 87%, 89% e 94%, nas condições 1, 2 e 3, respectivamente. Pelos resultados obtidos, pode-se concluir que o reator piloto de leito empacotado e aeração intermitente foi eficiente na remoção simultânea de matéria orgânica e nitrogenada, podendo ser considerado uma alternativa interessante a ser utilizada no tratamento combinado de efluente de UASB e esgoto bruto. / The main objective of this research was to evaluate the performance of a pilot scale reactor of packed bed and continuous flow, on different aeration operating conditions, in the biological removal of carbonaceous and nitrogenous matter from sanitary effluent. The reactor has a total volume of 5.65 m³, and a useful volume of 4.75 m³ due to the volume occupied by the structured bed. The medium used to fix microorganisms was the device called Biobob®, which consists of a polyurethane foam matrix enveloped by a polypropylene structure, with a cylindrical geometry of 45 mm in diameter and 60 mm in height. The reactor was operated with a 12 hour Hydraulic Retention Time (HRT), recirculation rate of 2 times feed rate and was continuously fed by a mixture of untreated sewage and effluent from an Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) in the proportion of 1:1 (v:v). Three 180-minute cycles of operation were performed: (1) continuous aeration for 180 minutes, (2) aeration 60 minutes and no aeration for 120 minutes and (3) aeration for 120 minutes and no aeration for 60 minutes. The results showed that there was no statistical difference in the efficiency of Chemical Oxygen Demand (COD) reductions between the three conditions studied, with mean efficiencies of 76.34%, 75.32% and 79.80%, respectively, indicating that the aeration did not influence the reduction efficiency. The COD concentrations effluent from the reactor varied between 31 mg.L-1 and 206 mg.L-1. The efficiency of nitrification was shown to be a limiting factor in NT removal. The conditions (1) and (3) with higher nitrification rates, 75% and 70%, respectively, obtained the best NT removal efficiencies, with rates of 65% in both. The COD / NTK ratio presented a high average during the 3 stages of the research, with an observed value of 9.59. Denitrification showed mean removals of 87% (1), 89% (2) and 94% (3). Condition (3) presented a statistically significant difference with the others due to the greater availability of electron donors, with a COD/NTK ratio of 11.2. From the results, we can conclude that the packed bed reactor and intermittent aeration is efficient in the simultaneous removal of organic matter and nitrogen and is an interesting alternative to be used in the treatment and post treatment of anaerobic reactors.

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:35:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_DanielTadeudeCarvalho_M.pdf: 21302819 bytes, checksum: 8a7a0a9d878be3b8ccb6833173c35aef (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver um método alternativo para a fabricação de espumas metálicas pela reciclagem de cavacos de Al e a caracterização mecânico-metalúrgica do produto obtido. O processo investigado envolve a espumagem de compactados de misturas de cavacos e pó de agente espumante, com a espumagem ocorrendo na liga em estado semi-sólido tixotrópico. Foram fabricados precursores espumáveis pela mistura de cavacos da liga de Al AA356, com duas distintas granulometrias, a 1,5wt% do agente espumante TiH2 e posterior compressão também em duas distintas condições: compressão simples a frio e compressão dupla, a frio e a quente. Os elementos precursores foram aquecidos, sofrendo espumagem em estado semi-sólido, pela dissociação do agente espumante formando gás H2 no interior do metal. As espumas metálicas produzidas foram analisadas quanto à sua qualidade interna, arquitetura celular (dimensões, geometria de poros, espessura de paredes metálicas), propriedades físicas (densidade, teor de porosidade, condutividade e difusividade térmicas) e mecânicas em compressão semi-estática. O comportamento mecânico em compressão e o comportamento térmico das espumas produzidas foram também estimados teoricamente utilizando modelos da literatura. Os resultados obtidos mostraram que o processo proposto é eficaz para a produção de espumas de boa qualidade. Os melhores resultados são obtidos com o emprego de compactação dupla e espumagem direcional do precursor. Não foi possível observar influência das dimensões dos cavacos utilizados, na faixa de tamanhos empregada, nas características e propriedades das espumas produzidas. O comportamento das espumas metálicas sob compressão semi-estática demonstrou a formação de um platô de deformação plástica ascendente, o que indica uma grande capacidade de absorção de energia mecânica; todas as amostras apresentaram condutividade térmica bastante inferior e difusividade superior à do metal maciço, representando boas propriedades isolantes térmicas. Os valores de propriedades mecânicas estimadas teoricamente diferem dos obtidos experimentalmente, indicando necessidade de cuidado no emprego destes modelos / Abstract: This work aims to develop an alternative method for manufacturing metal foams by Al alloy machined chips recycling and mechanical and metallurgical characterization of the product. The process investigated involves foaming a compressed mixture of Al chips and foaming agent powder, with foaming occurring with the alloy in semi-solid thixotropic state. Foamable precursors were manufactured by mixing Al alloy A356 machined chips in two different particle sizes, to 1.5 wt% of the foaming agent TiH2 and its posterior compression also in two distinct conditions: simple cold compression and double compression, cold and hot. The precursors were heated, being foamed in semisolid state, by dissociation of the foaming agent generationg H2 into the bath. The internal quality, cellular architecture (pore size and geometry, cell wall thickness), physical properties (density, porosity level, thermal conductivity and thermal diffusivity) and mechanical behaviour under semi-static compression were analyzed for the metal foams produced. The mechanical behavior under compression and thermal behavior of the foams produced were also calculated using theorical models from literature. The results showed that the procedure proposed is effective for the production of foams of good quality. The best results are obtained foaming directionaly precursors manufactured by double compression. It was not possible to observe the influence of the dimensions of the machined chips, considering the size range adopted, on the characteristics and properties of the foams produced. The mechanical behavior of metallic foams under semi-static compression showed the formation of a ascendent plateau of plastic deformation, which indicates a great capacity of absorbing mechanical energy; all samples showed significantly lower thermal conductivity and diffusivity compared to the solid metal, what represents good thermal insulation properties. The theorical estimative of the sample's mechanical properties differ from those obtained experimentally, indicating that the matematical models proposed has to be used carefully / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Helena Robert / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:37:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Delbin_Daniel_M.pdf: 8551361 bytes, checksum: 770e9d00eeb959cc6e40cf3f314faa4e (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho é estudada a viabilidade de produção de esponjas metálicas pela conformação de pasta tixotrópica da liga A2011, sobre camada de agente bloqueador (NaCl) posteriormente removido para formação da porosidade. Investiga-se a influência da temperatura de tratamento térmico, para obtenção da pasta semi-sólida, e da granulometria do agente bloqueador, na estrutura formada do material celular (aspecto geral, caracterização qualitativa e quantitativa dos poros, microestrutura da parede celular e densidade) e nas características de processo (forças de tixoforjamento e capacidade de penetração da pasta). São produzidos cilindros de material poroso metálico tipo sanduíche, compostos de camada porosa entre camadas maciças da liga, com três diferentes classes de porosidade: fina, média e grosseira. As esponjas foram submetidas à tomografia computadorizada e à análise metalográfica para sua caracterização estrutural. Os resultados obtidos mostram a viabilidade de obtenção de esponjas metálicas utilizando a tecnologia de semi-sólidos e o tipo de bloqueador utilizado. O sucesso do processo depende da fração líquida presente na pasta metálica tixotrópica, reduzida fração líquida pode resultar em incompleta infiltração e compressão das partículas do agente bloqueador. Nas condições analisadas a granulometria do agente bloqueador não teve influência sensível na qualidade do produto. A densidade do material poroso aumenta com o aumento da temperatura de processo, devido ao aumento da espessura de paredes metálicas na estrutura porosa / Abstract: The work analyses the possibility of the production of cellular material by pressing the A2011 alloy in the thixotropic semi-solid state, into a space holder pre-form. Space holder particles used are NaCl, which are removed from the product after the forming operation, resulting the porous material. It is investigated the influence of the thixoforming temperature and the size of space holder particles, in the structure of the obtained porous material (general aspect, quantitative and qualitative characterization of porosity, microstructure of cell walls and density of the product), as well as in the processing characteristics (required forces for infiltration, penetration ability of the slurry in the salt pre-form). Cylindrical samples, sandwich type, with a porous layer inserted between layers of compact alloy are produced, presenting three different ranges of porosity. The cellular material obtained contains opened porosity, being characterized as sponge. Products were analyzed by tomography and metallographic techniques. Results show that the proposed process is able to produce acceptable porous material, with a simple and low cost technique. The quality of the product depends rather on the processing temperature than on the size of space holder particles. Low liquid fraction in the thixotropic slurry can lead to incomplete infiltration and deformation of the pre-form. In the analyzed conditions, influence of the size of space holder particles could be observed neither in the processing ability nor in the quality of the product. Density of produced porous material increases as processing temperature increases, due to the increase of thickness of cell walls / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-28T17:43:32Z No. of bitstreams: 1 TAMIRES DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2015..pdf: 2702576 bytes, checksum: 45431567404c5290f49012771848f87a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T17:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TAMIRES DOS SANTOS PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2015..pdf: 2702576 bytes, checksum: 45431567404c5290f49012771848f87a (MD5) Previous issue date: 2015-12-17 / O ovo em sua forma integral ou a clara e gema apresentam-se como ingrediente fundamental em inúmeros produtos alimentares ao agregar propriedades nutricionais e funcionais. A secagem é uma maneira bem sucedida de conservação dos ovos, considerando algumas vantagens como: ocupar menos espaço no estoque; facilidade de transporte; boa uniformidade; utilização mais fácil e ter qualidade microbiológica estável. Uma vantagem considerável na secagem em camada de espuma é a sua capacidade de manter a alta qualidade dos produtos, apresentando grandes possibilidades para a indústria alimentícia, além da baixa temperatura empregada e com tempo de desidratação reduzido devido à maior área de contato com o ar. Este trabalho tem como objetivo estudar a cinética de secagem em camada de espuma das claras dos ovos de granja e de capoeira (caipira), bem como ajustar os dados experimentais das curvas de secagem com modelos cinéticos como o de Henderson e Pabis, Midilli e Kucuk, Page e um modelo linear. Foram determinadas características da espuma, como densidade, expansão, capacidade de incorporação de ar e estabilidade da espuma. O estudo da influência das variáveis independentes sobre a secagem foi feito de acordo com um planejamento experimental fatorial completo 23 + 4 pontos centrais. As variáveis operacionais a serem estudadas (variáveis de entrada) foram: espessura da camada de espuma; tempo de agitação da espuma e temperatura de secagem. E as variáveis dependentes do processo (variáveis de saída) foram tempo de secagem e umidade final, teor de proteínas e luminosidade (cor). Foi realizada a caracterização físico-química, microscópica e de cor do pó obtido. A clara de ovo, por conter naturalmente propriedades espumantes devido ao alto teor e estrutura de suas proteínas apresentou resultados satisfatórios em relação à caracterização física da espuma. Todos os experimentos apresentaram uma boa reprodutibilidade, com curvas representadas caracteristicamente pela taxa constante e a taxa decrescente. Para o ajuste dos dados da clara de capoeira os modelos não lineares que melhor representaram os dados experimentais foram o de Midilli e Kucuk e o modelo de Page seguidos do modelo linear que foi utilizado para o ajuste dos dados até os 150 minutos de secagem. O modelo de Midilli e Kucuk apesar de apresentar o melhor coeficiente de determinação (R2) não foi estatisticamente significativo. Para a clara de granja o modelo linear apresentou o melhor ajuste considerando o tempo máximo de 130 minutos de secagem, seguido pelos modelos não lineares de Midilli e Kucuk e o de Page respectivamente. O processo de secagem da clara de ovo pelo método de camada de espuma mostrou-se satisfatório quanto aos parâmetros avaliados, sendo que as condições testadas não influenciaram de forma significativa em características tecnológicas importantes do produto final, como o teor de proteínas. / The egg in their entirety form or the white and the yolk present as essential ingredient in many food products by adding nutritional and functional properties. Drying is a successful way of conservation of eggs, whereas some advantages as to occupy less space ease of transport, good uniformity, easier to use and be stable microbiological quality. A considerable advantage in the foam-mat drying is its ability to maintain high product quality, presenting great opportunities for the food industry, besides the low temperature employed and reduced dehydration of time due to the larger area of contact with air. This work aims to study the drying kinetics in foam-mat drying the white of the farm eggs and capoeira (caipira) and to adjust the experimental data of the curves of dryness with the kinetic model obtained as Henderson and Pabis, Midilli and Kucuk , Page and a linear model. The study of the influence of the independent variables about dryness was made according to an experimental factorial plan complete 23 + 4 central points. The operational variables to be studied (input variables) were: thickness of the foam layer; shaking time of foam and drying temperature. And the dependent variables of the process (output variables) were drying time and final moisture content, protein content and brightness (color). It was made physicochemical characterization, and microscopic color of the powder obtained was performed. Egg whites to contain naturally foaming properties due to the high content and structure of its proteins showed satisfactory results regarding the physical characteristics of the foam. All experiments showed good reproducibility with curves represented by the characteristically constant rate and decreasing rate. For the adjustment of the data of the capoeira white data nonlinear models that best represent the experimental data were of Midilli and Kucuk and followed by Page linear model was used to fit the data until 150 minutes drying. The model of Midilli and Kucuk despite having the best coefficient of determination (R2) was not statistically significant. For the white of the farm linear model showed the best fit considering the maximum time of 130 minutes drying, followed by non-linear models and Midilli and Kucuk and the Page respectively. The process of drying the egg white froth layer method was satisfactory for the evaluated parameters, and the conditions tested did not influence significantly on important technological characteristics of the final product as the protein.