A presente pesquisa tem como objetivo desenvolver um novo elemento de cobertura, compatível com o meio ambiente: telhas de cimento alternativo reforçado com fibras celulósicas. Para tanto, foram utilizadas matérias-primas consideradas resíduos industriais (cimento de escória de alto-forno e rejeito de polpa de celulose de eucalipto) para obtenção de pastas cimentícias reforçadas. Os compósitos foram produzidos por dispersão prévia das fibras em água, mistura do compósito em argamassadeira convencional, adensamento por vibração, moldagem em fôrmas, seguida de cura úmida. Foram moldadas placas planas de diferentes formulações de matrizes cimentícias, com as matérias-primas alternativas disponíveis. Com base nos melhores resultados dessa fase preliminar, foram produzidas duas séries de telhas tipo romana \"capa canal\". Foram avaliados o desempenho físico-mecânico, os custos de produção e o comportamento térmico das telhas. Os resultados revelaram a potencialidade dos compósitos obtidos na produção de fibrocimentos alternativos, por meio de técnicas simples e de baixo consumo de energia, direcionados à autoconstrução urbana e rural de baixo custo. / The objective of this study was to develop a new roofing material that would be compatible with the environment: roofing tiles made of alternative cement reinforced with cellulose fibers. Industrial waste materials were used as raw materials (blast furnace slag cement and waste eucalyptus cellulose pulp) to obtain reinforced cement pastes. The composites were produced by previously dispersing the fibers in water, mixing the composite in a conventional cement-mixer, compaction by vibration, shaping them in molds, followed by moist curing. Flat sheets were molded using different formulations of cement matrixes with the alternative raw materials avaiable. Based on the best results from this preliminary phase, two series of Roman tiles for roofing were produced. The physical and mechanical performance, the cost of production, and the thermal behavior of the tiles were evaluated. The results revealed the potential of composites made of alternative fiber-cements, using simple techniques and with low energy consumption, in urban and rural areas for low-cost self-construction.

O presente estudo teve por objetivo avaliar características agronômicas e tecnológicas da fibra do algodoeiro mediante a antecipação da abertura das maçãs pelo uso de maturador em épocas distintas. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Produção Vegetal da USP/ESALQ em Piracicaba, Estado de São Paulo, no ano agrícola de 2005/06. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com 4 repetições. Os tratamentos consistiram na aplicação do maturador (ethephon/amads) em épocas distintas de abertura natural dos frutos, correspondendo a 7 tratamentos com a aplicação do produto aos 15, 30, 54, 75, 87, 92 e 100% de abertura natural, respectivamente. Em dois metros lineares de cada parcela foram realizadas imediatamente antes e 15 dias após a aplicação do produto, onde ocorreu a contagem de maçãs, capulhos e folhas, determinando as porcentagens de abertura dos frutos e as desfolhas ocorridas. Na área útil de cada parcela foi determinada a produção de algodão em caroço e, em amostras de 20 capulhos colhidos aleatoriamente por parcela, foram realizadas as análises das características agronômicas (massa de um capulho, massa média de 100 sementes, porcentagem de fibra e germinação) e das características tecnológicas da fibra (comprimento, uniformidade de comprimento, tenacidade e índice micronaire e maturidade). De acordo com os dados experimentais obtidos, pôde-se concluir que a melhor desfolha ocorreu aos 87% capulhos. A aplicação de maturador com 84% de capulhos garante maior produção. Quanto as características tecnológicas da fibra, houve redução significativa para índice micronaire quando a aplicação foi realizada aos 15, 30, 54% de capulhos e a maturidade foi menor quando a aplicação ocorreu aos 15 e 30 % de capulhos. / The present study had as objective, to estimate the agronomic and technological characteristics of the cotton plant by means the anticipation of open bolls using the harvest-aids applied in different time. The experiment was made at experimental area of Agricultural Departament at USP/ESALQ in Piracicaba, São Paulo State during the 2005/06 season. The experimental design was in randomized blocks with four replications. The trataments were made up of in application of harvesting-aids (ethephon/amads) in different time of natural opening and the experiment was composed of seven treatments, using the product at 15, 30, 54, 75, 87, 92, 100 % open bolls, respectively. Two linear meters in each plot were immediately available before and fifteen days after the application of the product, the bolls, the open bolls and the leaves were counted, estimating the parameters of percentage of opening and defoliation. The cotton yield was determinated in the useful area of each plot and samples of 20 open bolls randomized chosen per plot were analyzed for agronomical lab characteristics (average open boll mass, mass of 100 seeds, fiber percentage and germination) and fiber technological characteristics (length, length uniformity, strength, micronaire and maturity). According to the experimental data obtained, the best falling off of the leaves occurred to the 87% open bolls. The application of maturation with 84% open boll guarantees greater production. As the technological characteristics of the fibre, there was significative reduction to the micronaire index as the application was achieved to 15, 30, 54% open bolls and the maturity was smaller when the application occured to 15 and 30% open bolls.

Este trabalho avalia as vantagens do uso das fibras curtas de polpa de Eucalipto tanto como alternativa às fibras longas de polpa de Pinus, como também para fibras sintéticas, tradicionalmente usadas no reforço de materiais cimentícios. Os efeitos da morfologia (comprimento, largura, fibrilação, conteúdo de finos, número de fibras por grama, etc.) das fibras celulósicas no processamento, no desempenho mecânico e físico e na microestrutura dos compósitos de fibrocimento foram avaliados. Os compósitos foram avaliados antes e após ciclos de envelhecimento acelerado. Fibras de Eucalipto apresentaram melhor dispersão na matriz cimentícia e forneceram maior densidade de fibras em massa ou em volume, em relação às fibras de Pinus. As fibras curtas permitem um reforço efetivo da matriz frágil, diminuindo a propagação das fissuras, o que contribuiu para o melhor desempenho mecânico dos compósitos após envelhecimento. Estes resultados promissores mostram o potencial apresentado pelas fibras curtas de Eucalipto para reduzir custos, em vista da substituição parcial das fibras sintéticas em processos de cura ao ar, e durante o refino da polpa celulósica. O efeito do branqueamento das fibras também foi avaliado, e mostrou que as fibras branqueadas de Eucalipto são mais reativas para se ligarem por pontes de hidrogênio com a matriz cimentícia. Fibras branqueadas melhoraram a interface entre fibra e matriz, embora apresentassem mais sinais de mineralização (re-precipitação de produtos de hidratação dentro das fibras) do que as fibras não-branqueadas. O refino da polpa celulósica foi utilizado para modificar as propriedades morfológicas das fibras de Eucalipto e Pinus. Os resultados mostraram que são necessárias maiores intensidade de refino na polpa de Pinus para obter valores de retenção de sólidos do cimento similares àqueles obtidos com fibras não-refinadas de Eucalipto. O refino aumentou a capacidade das fibras de capturar as partículas minerais, melhorando a aderência das fibras com a matriz. Esta melhor interface entre fibra e matriz melhorou as propriedades mecânicas dos compósitos aos 28 dias de cura, mas os tornou mais frágeis após os ciclos de envelhecimento acelerado. A modificação química da superfície das fibras foi realizada com o objetivo de melhorar as ligações entre fibra e matriz e diminuir a mineralização da fibra dentro dos compósitos. Esta modificação química foi realizada com Metacriloxipropiltri-metoxisilano (MPTS) e Aminopropiltri-etoxisilano (APTS) e mostrou influenciar significativamente a microestrutura dos compósitos. Ciclos de envelhecimento acelerado diminuíram o módulo de ruptura (MOR) e a tenacidade (TE) dos compósitos com fibras não-modificadas e modificadas; entretanto, compósitos reforçados com fibras modificadas com MPTS apresentaram fibras sem produtos de hidratação do cimento em seu interior, enquanto que fibras modificadas com APTS apresentaram acelerada mineralização. Fibras mineralizadas tornam os compósitos mais frágeis após os ciclos de envelhecimento acelerado. Estas observações são, portanto, muito úteis para o entendimento da contribuição de diferentes condições das fibras (composição química, resistência mecânica, morfologia e propriedades de superfície) para os mecanismos de aderência entre fibras e matriz cimentícia, de mineralização das fibras e de degradação dos compósitos de fibrocimento. / This work evaluates the advantages of using hardwood short fibre pulp (Eucalyptus) as alternative to softwood long fibre pulp (Pinus) and synthetic fibres, traditionally used in reinforcement of cement based materials. The effects of cellulose fibre morphology (e.g., length, width, fibrillation, content of fines and number of fibres per gram) on the processing, on the mechanical and physical performance and on the microstructure of fibre-cement composites were evaluated. Composites were evaluated before and after accelerated ageing cycles. Eucalyptus pulp fibres were better dispersed in the cement matrix and provided higher number of fibres per unitary weight or volume, in relation to Pinus long fibre pulp. The short reinforcing elements lead to an effective crack bridging of the fragile matrix, which contributes to the improvement of the mechanical performance of the composite after ageing. These promising results show the potential of eucalyptus short fibres for reducing costs by both the partial replacement of expensive synthetic fibres in air curing process and the energy savings during pulp refining. The effects of pulp bleaching were also evaluated, and showed that Eucalyptus bleached fibres are more reactive to bond with the cement matrix by hydrogen bonds. Bleached fibres improved the fibre-matrix interface, although they presented more signals of fibre mineralization. Mechanical refining was used to change the morphological properties of Eucalyptus and Pinus pulps. Results show that high levels of refining were necessary for Pinus pulp to obtain cement retention values similar to those obtained by unrefined Eucalyptus pulp. The mechanical refining increased the capacity of the fibres to capture the mineral particles improving the adherence of the fibres with the matrix. This improved fibre-matrix interface led to better mechanical properties at 28 days of cure, but turned brittle the composites after 200 ageing cycles. The chemical surface modification of cellulose pulp fibres was done in order to improve fibre-matrix bonding and to decrease fibre mineralization into the composite. Surface modification of the cellulose pulps was performed with Methacryloxypropyltri-methoxysilane (MPTS) and Aminopropyltri-ethoxysilane (APTS) and showed significant influence on the microstructure of the composites. Accelerated ageing cycles decreased modulus of rupture (MOR) and toughness (TE) of the composites with unmodified and modified fibres, however composites reinforced with MPTS-modified fibres presented fibres free from cement hydration products, while APTS-modified fibres presented accelerated mineralization. Higher mineralization of the fibres led to higher embrittlement of the composite after accelerated ageing cycles. These observations are therefore very useful for understanding the contribution of the different fibre conditions (chemical composition, mechanical strength, morphology and surface properties) to the mechanisms of fibre-matrix adherence, fibre mineralization and degradation of fibre-cement composites.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T11:52:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Extração e caracterização da fibra do pecíolo do Butiá Anão (Butia Lallemantii).pdf: 2993911 bytes, checksum: c76c7ef7bd5456adae0483a39ea06bb1 (MD5) / Approved for entry into archive by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-01-26T11:52:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Extração e caracterização da fibra do pecíolo do Butiá Anão (Butia Lallemantii).pdf: 2993911 bytes, checksum: c76c7ef7bd5456adae0483a39ea06bb1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T11:52:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Extração e caracterização da fibra do pecíolo do Butiá Anão (Butia Lallemantii).pdf: 2993911 bytes, checksum: c76c7ef7bd5456adae0483a39ea06bb1 (MD5) Previous issue date: 2016-05-12 / A utilização de fibras vegetais como material de reforço em compósitos tem despertado interesse de empresas e pesquisadores de diversos ramos de atuação em resposta a preservação e minimização do impactos ambientais, além do desenvolvimento de comunidades locais, aproveitando o potencial de uso das espécies. Entre a grande variedade de fibras vegetais existentes, foi escolhida para ser caracterizada neste trabalho a fibra de Butiá-anão, espécie endêmica da região. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver metodologia para obtenção das fibras do pecíolo do Butiá-anão e posterior caracterização das fibras. Inicialmente, os pecíolos do Butiá-anão foram esmagados com auxílio de uma calandra e tratados quimicamente em solução de hidróxido de sódio (NaOH) nas concentrações 2%, 6% e 12% que provocou o amolecimento dos pecíolos, com objetivo de retirar parcialmente a lignina e separar as fibras. Suas caracterizações se deram a partir de análises de termogravimetria (TGA), análise morfológica (teor de umidade, densidade, absorção de água), caracterização química pela determinação de seus principais constituintes (celulose, hemicelulose, lignina, extrativos, teor de cinzas), ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura. As fibras apresentaram boa estabilidade térmica, tendo suas degradações iniciadas na faixa de 250ºC. As fibras se comportaram fragilmente quando submetidas aos testes de tração, observando que a resistência mecânica diminuiu continuamente com a severidade do tratamento. Os resultados obtidos demostraram que os tratamentos químicos proporcionaram a redução de lignina e hemicelulose das fibras. A redução destas frações foi constatada também através de imagens de microscopia que mostraram as superfícies das fibras vegetais. Os resultados obtidos foram avaliados e comparados com resultados publicados de outras fibras vegetais, mostrando que as fibras de Butiá-anão tem potencialidades técnicas para utilização como reforço de compósitos poliméricos. / The use of vegetable fibers as reinforcement material in composites has attracted interest from companies and researchers from different areas of activity in response to preservation and minimization of environmental impacts, and the development of local communities, taking advantage of the potential use of species. Among the wide variety of existing vegetable fibers, was chosen in this work caracterization fiber Butiá-anão, species endemic to the region. The objective of this research was to develop a methodology to obtain the petiole fibers Butiá-anão and further characterization of the fibers. Initially, the petioles of the Butiá-anão were crushed with the aid of a calender and chemically treated with sodium hydroxide (NaOH) solution at concentrations of 2%, 6% and 12% which caused softening of the petioles, in order to partially remove the lignin and separate the fibers. His characterizations are given from thermogravimetric analysis (TGA), morphological analysis (moisture content, density, water absorption), chemical characterization by determination of its major constituents (cellulose, hemicelulose, lignin, extractives ash content) tensile tests and scanning electron microscopy. The fibers showed good thermal stability, and its degradations initiated at 250°C range. The fibers behaved weakly when subjected to tensile testing, noting that the strength continuously decreased with the severity of the treatment. The results demonstrated that chemical treatments resulted in a reduction of lignin and hemicellulose fibers. The reduction of these fractions was also observed by microscopy images showing the surfaces of vegetable fibers. The results wereevaluated and compared with other vegetable fibers published results showing that the Butiá-anão fibers techniques have potential for use as reinforcement of polymeric composites.

O presente estudo teve por objetivo avaliar características agronômicas e tecnológicas da fibra do algodoeiro mediante a antecipação da abertura das maçãs pelo uso de maturador em épocas distintas. O experimento foi conduzido na área experimental do Departamento de Produção Vegetal da USP/ESALQ em Piracicaba, Estado de São Paulo, no ano agrícola de 2005/06. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com 4 repetições. Os tratamentos consistiram na aplicação do maturador (ethephon/amads) em épocas distintas de abertura natural dos frutos, correspondendo a 7 tratamentos com a aplicação do produto aos 15, 30, 54, 75, 87, 92 e 100% de abertura natural, respectivamente. Em dois metros lineares de cada parcela foram realizadas imediatamente antes e 15 dias após a aplicação do produto, onde ocorreu a contagem de maçãs, capulhos e folhas, determinando as porcentagens de abertura dos frutos e as desfolhas ocorridas. Na área útil de cada parcela foi determinada a produção de algodão em caroço e, em amostras de 20 capulhos colhidos aleatoriamente por parcela, foram realizadas as análises das características agronômicas (massa de um capulho, massa média de 100 sementes, porcentagem de fibra e germinação) e das características tecnológicas da fibra (comprimento, uniformidade de comprimento, tenacidade e índice micronaire e maturidade). De acordo com os dados experimentais obtidos, pôde-se concluir que a melhor desfolha ocorreu aos 87% capulhos. A aplicação de maturador com 84% de capulhos garante maior produção. Quanto as características tecnológicas da fibra, houve redução significativa para índice micronaire quando a aplicação foi realizada aos 15, 30, 54% de capulhos e a maturidade foi menor quando a aplicação ocorreu aos 15 e 30 % de capulhos. / The present study had as objective, to estimate the agronomic and technological characteristics of the cotton plant by means the anticipation of open bolls using the harvest-aids applied in different time. The experiment was made at experimental area of Agricultural Departament at USP/ESALQ in Piracicaba, São Paulo State during the 2005/06 season. The experimental design was in randomized blocks with four replications. The trataments were made up of in application of harvesting-aids (ethephon/amads) in different time of natural opening and the experiment was composed of seven treatments, using the product at 15, 30, 54, 75, 87, 92, 100 % open bolls, respectively. Two linear meters in each plot were immediately available before and fifteen days after the application of the product, the bolls, the open bolls and the leaves were counted, estimating the parameters of percentage of opening and defoliation. The cotton yield was determinated in the useful area of each plot and samples of 20 open bolls randomized chosen per plot were analyzed for agronomical lab characteristics (average open boll mass, mass of 100 seeds, fiber percentage and germination) and fiber technological characteristics (length, length uniformity, strength, micronaire and maturity). According to the experimental data obtained, the best falling off of the leaves occurred to the 87% open bolls. The application of maturation with 84% open boll guarantees greater production. As the technological characteristics of the fibre, there was significative reduction to the micronaire index as the application was achieved to 15, 30, 54% open bolls and the maturity was smaller when the application occured to 15 and 30% open bolls.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T14:13:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T14:40:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T14:40:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesenvolvimentoCaracterizacaoAcustica.pdf: 7767919 bytes, checksum: 5c1720158c6cd89a14df0b16abd7df39 (MD5) Previous issue date: 2009 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Em um tempo em que altos níveis de ruído fazem parte do cotidiano das pessoas, a necessidade de controlá-los não é somente evidente, mas providencial. Atualmente a poluição sonora, em nível mundial, só não é mais grave do que a poluição do ar e da água. No Brasil a situação não é diferente, pois se estima que mais de 15 milhões de pessoas apresentem algum grau de deficiência auditiva devido a este problema ambiental. Dispositivos acústicos como painéis, barreiras, etc., quando de alta eficiência, geralmente, são de custosa aquisição, tornando, em muitas das vezes, inviável sua utilização, principalmente, por empresas de pequeno porte e orçamento limitado. Assim, soluções alternativas, a começar por novos materiais, que sejam menos custosos e possuam desempenho satisfatório surgem como uma ótima opção caso propostas tradicionais sejam inviabilizadas devido ao custo. Algumas fibras vegetais, na forma de painéis, possuem características acústicas satisfatórias quando utilizadas para reduzir a reverberação em determinados ambientes fechados. Dessa forma, considerando as tendências ambientais globais, o uso de fibras vegetais é uma boa oportunidade para agregar valor às referidas fibras e assim contribuir com o desenvolvimento tecnológico do país, já que estes materiais são de fácil obtenção, existem em abundância, não são tóxicos e provêm de fontes renováveis. Este trabalho apresenta a metodologia de desenvolvimento de painéis fabricados a partir de fibras vegetais (açaí, coco, sisal e dendê), assim como a metodologia utilizada para sua caracterização acústica em câmara reverberante em escala reduzida, baseando-se na norma ISO 354/1999. Os dados de coeficiente de absorção dos painéis são obtidos através de um analisador de frequências utilizando-se o Método da Interrupção do Ruído. A comparação entre os resultados obtidos para os painéis artesanais e os materiais convencionais ensaiados permite concluir que o desempenho acústico demonstrado por alguns painéis de fibras vegetais são muito satisfatórios, uma vez que seus coeficientes de absorção sonora foram compatíveis, e em alguns casos superiores, àqueles apresentados pelos materiais convencionais em determinada faixa de freqüência. Finalmente, uma comparação numérico-experimental é realizada, a fim de avaliar a influência de painéis de fibras de sisal sobre as características acústicas de uma pequena sala. / In a time when high noise levels are part of people’s daily lives, the search for noise control is not only evident, but providential. Currently, noise pollution, to a worldwide level, is not more serious than air and water pollution only. In Brazil, the situation is not different because it is estimated that more than 15 million people have some kind of hearing loss degree due to this environmental problem. Acoustic devices such as panels, barriers, etc., when of high efficiency, generally, are of difficult acquisition due to high costs, turning, in many cases, their use impracticable, mainly for limited budget small-sized companies. Thus, alternative solutions, starting with new acoustic materials that are less costly and have satisfactory performance, emerge as a great option. Considering the global environmental trends, the use of vegetable fibers is a great opportunity to aggregate value, and technological development for agricultural producing countries, like Brazil. Beyond that, such fibers are easy to get, exist in abundance, are non toxic and derive from renewable sources. This work will present the methodology of development of panels made from vegetable fibers (açaí, coconut, sisal and palm) and binding agent based on acrylate and water, as well as the methodology used to characterize them acoustically on a scale model reverberant chamber, based on ISO 354/1999. These panels are made of pressed layers of fibers interspersed with layers of binding agent. The fibers are extracted, washed, dried, and treated when necessary, while the binding agent is obtained commercially. The panels sound absorption data are obtained through a four channel frequency analyzer using the noise interruption method. Comparison of results between alternative and conventional material based panels allows to the conclusion that the acoustical performance shown by some newly developed panels are very satisfactory, since their sound absorption coefficients were compatible, and in some cases, higher to those presented by conventional materials in a given frequency range. Finally, a numerical-experimental comparison is performed in order to evaluate the influence of sisal absorbing panels over the acoustics characteristics of a small classroom.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-25T12:44:58Z No. of bitstreams: 1 VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T12:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALÉRIO CARLOS DE ALMEIDA CRUZ - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 2545282 bytes, checksum: 3f37053bbbe74448ce66d692fa5819c1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Capes / O presente trabalho tem como objetivo o estudo teórico/experimental da sorção de água em compósitos poliméricos reforçados com fibras de macambira (Bromélia Laciniosa). Foi utilizado como matriz polimérica uma resina de poliéster insaturado e fibras de Macambira originárias do cariri paraibano. Os compósitos foram confeccionados com 70% de poliéster e 30% de fibras cortadas em tamanhos de aproximadamente 3 cm. Os ensaios de sorção de água foram realizados com amostras de 3 mm e 6 mm de espessura nas temperaturas de 25, 50 e 70°C. Uma modelagem matemática tridimensional transiente foi usada para predizer a transferência de massa durante a sorção de água destes compósitos. A cinética de sorção de água nos compósitos mostrou ser influenciada pela sua relação área/volume. Verificou-se que em tempos curtos, aproximadamente 50 horas, e temperatura de processo mais elevadas, os corpos com maior relação área/volume apresentam uma maior velocidade de sorção. Em tempos longos, os compósitos com maior relação área/volume e maior temperatura de processo apresentam maiores teores de água sorvida. O teor de umidade de equilíbrio dos compósitos com 30% de fibras de Macambira apresentaram valores de 16,8%, a 25°C, 17,00% a 50°C e 19,10% a 70ºC, para as espessuras de 3 mm, e de 12,5% a 25°C, 15,8% a 50°C e 14,8% a 70ºC, para a espessura de 6 mm. Resultados teóricos do teor de umidade médio dos compósitos foram comparados com dados experimentais e um bom ajuste foi obtido. Desta comparação, os coeficientes de difusão de massa foram obtidos para cada condição experimental. / This reseach aims to study theoretically and experimentally water absorption in polymer composites reinforced with macambira fiber (BromeliaLaciniosa). As polymer matrix was used unsaturated polyester resin and macambira fiber from cariri region of the Paraiba state. The composite samples were manufactured with 70% polyester resin and 30% macambira fiber (3cm length). Experiments were carried out in samples with 3 and 6 mm thickness at the temperatures 25, 50 and 70ºC. A transient 3D mathematical model was used to predict mass transfer during water sorption of the composites. It was verified that the water sorption kinetic is affected by area /volume relationships. For short time, approximately 50 h, the sample with lower area/volume relationships and higherprocess temperature presents a larger water absorption velocity, and for long times, these samples presents higher equilibrium water content. Equilibrium moisture content of the samples were 16.8% at 25ºC, 17.00%. at 50ºC and 19.10% at 70ºC, for 3 mm thickness, and 12.5% at 25ºC, 15.8% at 50ºC and 14.8% at 70 ºC, for 6 mm thickness. Predicted results of the moisture content of the composites were compared with experimental data, and a good agreement was verified. From this comparison diffusion coefficients were obtained for different experimental conditions.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento e a durabilidade de solos reforçados com fibras de vegetais (sisal e curauá) aleatoriamente distribuídas, submetidos ao envelhecimento natural por exposição às condições ambientais diversas, visando mostrar o seu potencial de utilização em obras de terra. O programa experimental consistiu na realização de ensaios triaxiais convencionais em amostras de areia e areia-fibras no tempo zero (de controle) e em compósitos expostos aos agentes do ambiente externo por até 8 meses. Visando melhorar a durabilidade desses compósitos, foi avaliado também o comportamento mecânico destes com as fibras vegetais tratadas por impermeabilização superficial, com sílica coloidal e com polímero estireno butadieno. Para buscar explicar a variação nos resultados obtidos, ensaios de tração direta, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região do infravermelho e análise de perda de massa foram realizados nas fibras após cada período de exposição (0, 60, 120 e 240 dias). A análise global dos resultados permitiu identificar que os efeitos do envelhecimento natural afetaram consideravelmente o comportamento mecânico das fibras vegetais, o que consequentemente vieram a afetar o comportamento mecânico dos compósitos areia-fibra vegetal. As perdas de resistência ao cisalhamento foram mais relevantes e acentuadas nos compósitos com fibras de curauá, indicando que estas fibras, mesmo apresentando maior resistência à tração sem exposição, são mais susceptíveis à degradação em ambientes naturais do que as fibras de sisal. O tratamento superficial das fibras por impregnação com sílica coloidal resultou em melhorias no comportamento mecânico deste compósito, proporcionando também uma maior vida útil das fibras com relação à degradação. Mesmo com a perda do comportamento mecânico das fibras, após 8 meses de exposição aos agentes climáticos, estas continuaram contribuindo como elemento de reforço na matriz arenosa, visto que um dos parâmetros de resistência permaneceu maior quando comparado ao solo arenoso sem reforço. / [en] The objective of this work is to study the behavior and durability of soils reinforced with randomly distributed vegetal fibers (sisal and curauá) submitted to natural aging by their exposure to diverse environmental conditions, aiming to boost its use in earthworks. The experimental program consisted of conventional triaxial tests on sand and sand-fibers samples at zero time (sample control) and on composites exposed to agents from the external environment for up to 8 months. In order to improve the durability of these composites, it was also evaluated the mechanical behavior of these with vegetal fibers treated by surface waterproofing, with colloidal silica and styrene butadiene polymer. In order to explain the variation in the obtained results, direct tensile tests, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and mass loss analysis were performed on the fibers after each exposure period (0, 60, 120 and 240 days). The overall analysis of the results allowed to identify that the effects of natural aging had a significant effect on the mechanical behavior of the vegetable fibers, which consequently affected the mechanical behavior of the sand-fiber composites. Shear strength losses were more relevant and accentuated in composites with curauá fibers, indicating that these fibers, even with higher tensile strength without exposure, are more susceptible to degradation in natural environments than sisal fibers. Surface treatment of the fibers by impregnation with colloidal silica resulted in improvements in the mechanical behavior of this composite, also providing a longer fiber life with respect to degradation. Even with the loss of mechanical behavior of the fibers, after 8 months of exposure to the climatic agents, they continued to contribute as a reinforcing element in the sandy matrix, since one of the resistance parameters remained higher when compared to the sandy soil without reinforcement.

As fibras vegetais utilizadas em compósitos de matriz polimérica podem ser tratadas superficialmente para melhorar sua adesão com a matriz. O tratamento químico com hidróxido de sódio (NaOH) é muito utilizado, porém agride a estrutura das fibras, causando diminuição na sua resistência. Este estudo está relacionado à investigação da utilização inovadora de íons hidreto (H-) em meio alcalino como agente protetor de fibras vegetais, neste caso a fibra de sisal, contra agressões químicas e promovendo sua utilização em compósitos poliméricos. Fibras de sisal foram modificadas pela imersão em solução aquosa de NaOH (2, 5 e 10%, m/v), com ou sem a adição de boroidreto de sódio (NaBH4) (1%, m/v), em diferentes tempos e temperaturas de tratamento. As fibras foram neutralizadas, lavadas e secas a 105°C por 1 h e ensaiadas em tração e testes de pull-out em matriz de poliéster insaturado. A presença do NaBH4 foi eficiente em minimizar a degradação da fibra de sisal em meio alcalino, conforme observado por microscopia eletrônica de varredura e pelos resultados de resistência à tração, além de promover a adesão à matriz poliéster. / The vegetable fibers used for polymer matrix composites commonly undergo surface treatment to improve their adhesion with the matrix. The chemical treatment with sodium hydroxide (NaOH) is widely used, but it may damage the fiber structure, consequently reducing its strength. This study focuses on the innovative investigation of hydride ions (H-) as a protective agent for vegetable fibers, in this case sisal, under alkaline conditions, inhibiting chemical damage and promoting their use in polymer composites. Sisal fibers were modified by immersion in a NaOH aqueous solution (2, 5 and 10% wt/vol) with, in some of them, the addition of sodium borohydride (NaBH4) (1% wt/vol), using different treatment conditions (time and temperature). The fibers were neutralized, washed and dried at 105°C for 1 h and analyzed via tensile tests and pull-out evaluations in an unsaturated polyester matrix. The NaBH4 proved effective in minimizing sisal degradation under alkaline conditions, according to scanning electron microscopy and tensile strength results, and also promoted adhesion to the polyester matrix.

A preocupação com o meio ambiente tem gerado discussões em torno da sustentabilidade ambiental. Neste ponto, o design pode contribuir com o desenvolvimento de produtos voltados para a redução de impactos ambientais. Visando a colaboração do design com a preservação do meio ambiente, uma possível alternativa encontra- se na aplicação de materiais biodegradáveis em soluções de design. Dessa forma, esta pesquisa tem como objetivo geral investigar a viabilidade de aplicação dos compósitos biodegradáveis à base de biopolímero poli(butileno adipato-co-tereftalato e poli(ácido lático) com fibras de curauá no design de produto. Para isso, inicialmente foi realizado um mapeamento em torno de artigos que visam o desenvolvimento e a caracterização de compósitos biodegradáveis que utilizam fibras vegetais brasileiras como reforço. Este levantamento resultou em um panorama de pesquisas da área, os tipos de materiais que compõe os compósitos biodegradáveis, os tratamentos utilizados nas fibras e os aditivos na matriz, as formas de processamento e as propriedades mecânicas. A partir destas propriedades foi possível verificar os materiais que possuem propriedades semelhantes, e assim, averiguar em que tipo de produtos são empregados estes materiais, para posteriormente, examinar o emprego de compósitos biodegradáveis nestas aplicações. Desse modo, foi possível realizar o prognóstico de aplicações para os compósitos biodegradáveis. Na sequência do trabalho, realizou-se um estudo de caso em torno dos compósitos biodegradáveis, a fim de verificar a viabilidade de aplicação destes materiais. Utilizou-se a técnica de entrevistas semi estruturadas com designers de produto, que resultou na relação de atributos tangíveis, intangíveis com possíveis aplicações para os referidos compósitos. / Concern for the environment has generated discussions on environmental sustainability. At this poin, the design can contribute to the development of products designed to reduce environmental impacts. Aiming at the design collaboration with the preservation of the environment, a possible alternative is the use of biodegradable materials in design solutions. Thus, this research aims at investigating the feasibility of application of composite biopolymer based biodegradable poly (butylene adipate -co- terephthalate and poly (lactic acid) fiber curauá in product design. Initially we conducted a mapping around articles aimed at the development and characterization of biodegradable composites using Brazilian vegetable fibers as reinforcement. This survey resulted in an overview of research in the area, the types of materials that make up the biodegradable composites, the treatments used in the fibers and additives in matrix, forms processing and mechanical properties. based on these properties was possible to verify that the materials have similar properties, and thus determine what kind of products are used these materials to further examine the use of biodegradable composites in these applications. Thus, it was possible to perform the prediction of applications for biodegradable composites, following the study, there was a case study around biodegradable composites in order to verify the feasibility of these materials. to do this, we used the technique of semi-structured interviews with product designers, which resulted in the ratio of tangible attributes, intangible assets with potential applications for these composites.