A soja é um dos produtos mais consumidos no Brasil e no mundo. No entanto sua secagem e armazenamento ainda são grandes problemas que agricultores enfrentam quanto ao melhor método de escoamento, armazenagem e conservação. Nesse sentido, todo material granular requer um procedimento adequado para seu armazenamento tendo a finalidade de melhor mantê-los. Antes de seu armazenamento, a secagem de grãos como a soja, deve ser realizada de forma que a umidade do grão seja adequada, preservando sua aparência e também suas propriedades nutritivas. Após a secagem, os grãos devem ser armazenados em locais apropriados para que não sofram alterações na sua qualidade inicial, assim, são estocados em silos que são estruturas capazes de armazená-los. Nesse sentido, esta dissertação visa modelar o escoamento de grãos em diferentes condições, utilizando o Método dos Elementos Discretos, e simular computacionalmente o seu fluxo em um secador de calhas variáveis. Inicialmente, foram realizados ensaios em laboratório com o aparato experimental, onde o objetivo era simular diferentes condições de escoamento. O ângulo das calhas foi modificado ao longo dos experimentos, e foram testados os ângulos de 30°, 45° e 60°. Após, foi desenvolvido um algoritmo em Python no software Woo simulando a mesma geometria 3D do aparato usado nos experimentos para a análise do escoamento do grão. Os resultados mostram que a aplicação em MED constitui uma solução eficiente para o problema permitindo analisar e avaliar o desempenho do fluxo de grãos. Verificou-se uma boa concordância entre as simulações e os dados experimentais. / 82 f.

Scrap tyres are a solid waste material which has been generated in large quantities over the last decades. In Spain, between 2000 and 2014 the number of vehicles increased by 30% and a further 3.5% increment is expected for the next fifteen years. Likewise, the number of scrap tyres is also expected to rise within the same order of magnitude. Taking into account the big volume of waste generated, proper disposal and reutilisation management is required, ever more so as scrap tyres are non-biodegradable. Moreover, if simply stockpiled in landfills, further environmental damage may be produced in case of fire as the fumes thus generated carry harmful carcinogenic particles. In order to deal with this problem, a Royal Decree (RD 1481/2001) was approved in July 16, 2006 which completely forbidden landfilling of scrap tyres. Later the same year another Royal Decree (RD 1619/2005) was issued to establish scrap tyres management in Spain. This decree requires reutilisation and recycling plans to be elaborated so as to fully eliminate waste derived from scrap tyres. Nowadays, among the reutilisation options more demanded are tyre remoulding, construction of sport pitches, artificial grass and playpens, and as combustible for cement factories. On the other hand, only 1% of scrap tyres are reused in infrastructure construction. Taking profit of the latest transport plans approved by the European Union, which aim to promote more efficient and environmentally friendly transport means such as railways, this PhD thesis proposes a new and promising alternative: to use rubber particles from scrap tyres as construction material, in the form of unbounded rubber-aggregate mixtures for subballast layers under railway tracks. This option offers two noteworthy environmental advantages. On the one hand, large quantities of a rather problematic and harmful waste material may be reused. On the other hand, the new mixtures proposed help to improve the low resistance to fragmentation of calcareous aggregates, thus allowing the use of such materials in the construction of railway tracks. The objective of this research is to obtain the optimum rubber content for the new mixtures to fulfil all the requirements of subballast layers. Moreover, taking into account the elastic properties of rubber, the potential attenuation of the vibration generated by passing rolling stock is also assessed. As a complementary research, rubber-natural soil mixtures are studied as well so as to evaluate their viability as construction material for embankment cores. / El neumático fuera de uso es un residuo sólido que se está generando en grandes cantidades en las últimas décadas. En España, entre los años 2000 y 2014 el parque de vehículos se incrementó en un 30%, y se prevé un aumento del 3.5% para los próximos quince años. Estos datos ponen de manifiesto que el número de neumáticos fuera de uso se incrementará en el mismo orden. Dado el gran volumen de residuo generado, es necesario realizar una gestión de retirada y reutilización de este residuo, al tratarse de una material no biodegradable. Además representa una gran amenaza medioambiental si este residuo termina en vertederos incontrolados, ya que en caso de incineración, los humos que se desprenden arrastran partículas cancerígenas que pueden provocar problemas de salud. Para atajar este problema, el 16 de julio de 2006 entró en vigor el Real Decreto 1481/2001, por el que se prohíbe el depósito en vertedero. A finales de este mismo año también entró en vigor el Real Decreto 1619/2005, sobre la gestión de neumáticos fuera de uso en España, el cual establece que se elaboren planes de reutilización y reciclado para eliminar el total de los residuos derivados de los neumáticos de desecho. En la actualidad, entre las medidas de reutilización más demandadas está el recauchutado, la construcción de pistas deportivas y campos de césped artificial, parques infantiles, y como combustible para centrales de fabricación de cemento. En cambio, en el sector de la construcción se reutiliza menos del 1%. Aprovechando la predisposición de los últimos planes de transporte de la Unión Europea por promover aquellos modos de transporte más eficientes y respetuosos con el medioambiente, como es el ferrocarril, la presente Tesis Doctoral plantea una alternativa adicional y prometedora: el uso de partículas de caucho procedentes de la trituración de los neumáticos como material de construcción, en forma de mezclas de caucho con áridos sin ningún tipo de ligante para ser utilizado como capa de subbalasto en vías ferroviarias. Esta opción ofrece dos ventajas medioambientales importantes. Por un lado, permite la reutilización de grandes cantidades de este residuo considerado peligroso y problemático. Por otro lado, dicha mezcla contribuye a la mejora de la baja resistencia de fragmentación de los áridos calcáreos, pudiendo de esta manera ser reutilizados en capas de asiento en las vías ferroviarias. El objetivo de esta investigación se centra en la obtención del contenido óptimo de caucho para que el nuevo geomaterial cumpla los requerimientos para su uso como capa de subbalasto, y además, dadas las propiedades elásticas del caucho, evaluar el potencial de atenuación de las vibraciones que se generan al paso del tráfico ferroviario. Como investigación complementaria, se han realizado un estudio con mezclas de caucho y suelo natural para comprobar la viabilidad de utilización en núcleos de terraplén. / El pneumàtic fora d'ús és un residu sòlid que s'està generant en grans quantitats en les últimes dècades. A Espanya, entre els anys 2000 i 2014 el parc de vehicles es va incrementar en un 30%, i es preveu un augment del 3.5% per als pròxims quinze anys. Estes dades posen de manifest que el nombre de pneumàtics fora d'ús s'incrementarà en el mateix orde. Donat el gran volum de residu generat, és necessari realitzar una gestió de retirada i reutilització d'este residu, al tractar-se d'una material no biodegradable. A més representa una gran amenaça mediambiental si este residu acaba en abocadors incontrolats, ja que en cas d'incineració, els fums que es desprenen arrosseguen partícules cancerígenes que poden provocar problemes de salut. Per a atallar este problema, el 16 de juliol de 2006 va entrar en vigor el Reial Decret 1481/2001, pel qual es prohibeix el depòsit en abocador. A finals d'este mateix any també va entrar en vigor el Reial Decret 1619/2005, sobre la gestió de pneumàtics fora d'ús a Espanya, el qual estableix que s'elaboren plans de reutilització i reciclatge per a eliminar el total dels residus derivats dels pneumàtics de rebuig. En l'actualitat, entre les mesures de reutilització més demandades està el recautxutatge, la construcció de pistes esportives i camps de gespa artificial, parcs infantils, i com a combustible per a centrals de fabricació de ciment. En canvi, en el sector de la construcció es reutilitza menys del 1%. Aprofitant la predisposició dels últims plans de transport de la Unió Europea per promoure aquells modes de transport més eficients i respectuosos amb el mediambient, com és el ferrocarril, la present Tesi Doctoral planteja una alternativa addicional i prometedora: l'ús de partícules de cautxú procedents de la trituració dels pneumàtics com a material de construcció, en forma de mescles de cautxú amb àrids sense cap tipus de lligant per a ser utilitzat com a capa de subbalast en vies ferroviàries. Esta opció ofereix dos avantatges mediambientals importants. D'una banda, permet la reutilització de grans quantitats d'este residu considerat perillós i problemàtic. D'altra banda, la dita mescla contribueix a la millora de la baixa resistència de fragmentació dels àrids calcaris, podent d'esta manera ser reutilitzats en capes d'assient en les vies ferroviàries. L'objectiu d'esta investigació es centra en l'obtenció del contingut òptim de cautxú perquè el nou geomaterial complisca els requeriments per al seu ús com a capa de subbalast, i a més, donades les propietats elàstiques del cautxú, avaluar el potencial d'atenuació de les vibracions que es generen al pas del tràfic ferroviari. Com a investigació complementària, s'han realitzat un estudi amb mescles de cautxú i sòl natural per a comprovar la viabilitat d'utilització en nuclis de terraplè. / Hidalgo Signes, C. (2017). APLICACIÓN AL ESTUDIO DE LA RESPUESTA MECÁNICA DE LA CAPA DE SUBBALASTO DE VÍAS FERROVIARIAS FORMADO POR UNA MEZCLA NO BITUMINOSA DE MATERIAL GRANULAR Y PARTÍCULAS PROCEDENTES DE NEUMÁTICOS FUERA DE USO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86140 / TESIS

[pt] O propósito deste trabalho é propor um modelo teórico axiomático, que descreva o comportamento termomecânico de materiais granulares, fundamentado em uma descrição física simples, do que entende-se por material granular. No capítulo I, faz-se uma revisão bibliográfica, objetivando uma visão geral do estado da arte e delinear a importância do estudo de materiais granulares. No capítulo II, utiliza-se um método axiomático estabelecendo-se as equações de balanço que descrevem o comportamento termodinâmico de materiais granulares. No capítulo III, utilizando-se um outro método axiomático, analisa-se algumas condições de contorno para materiais granulares. No capítulo IV, estuda-se restrições internas em materiais granulares, exemplificando-se algumas. Finalmente no capítulo V, aplica-se o embasamento teórico dos capítulos anteriores, na solução do problema de escoamento de um material granular entre placas paralelas. / [en] The aim of this work is to establish an axiomatic theoretical model, for description of the thermomechanical behavior of granular materials, based on a simple physical description of what mean granular materials. On the first chapter, it s make an overview of the acctual state of the arte, giving the real importance of the study of granular materials. On the second chapter, by using an axiomatic method, the balances equations for thermomechanical behavior of granular materials, was established. On the the III, by using another axiomatic method, some boundary condictions for granular materials, was analysed. On the chapter IV, by using a coceptual model for internal constraints, some internal constraints for granular materials, was exemplified. At least, on chapter V, the theoretical backgoung established in the previous chapter, is applied to solve the problem of granular flow between two parallel plates.

[EN] The work presented here focuses on the study of the acoustic behavior of rigid structure granular materials derived from natural products. Lightening materials are employed in construction. Severals products are extracted directly from quarry, being processed in industrial treatment plants to obtain the required properties. These materials do not contribute to environmental pollution from the point of view of the product nature. Products as arlite and vermiculite are available in the market with different particle sizes. These materials have very interesting properties: they exhibit high porosity, withstand high temperatures, have advantages from an economic point of view and their density is low. These lightweight materials are used in applications as loose material for various purposes: gardening, filling landfills or thermal insulation, among other examples. However, porous granular products obtained from expanded clay aggregates or vermiculite in cement mortar open a wide field of possibilities: acoustic screens to reduce acoustic impact in public or residential areas, absorbent material seen or hidden for walls and ceilings, etc. The potential of these granular materials in construction is interesting as they allow formation of prefabricated panels with multiple aesthetic geometries obtained under formwork molds. In this thesis the use of such composites is proposed in order to increase the sound attenuation in industrial noise control devices, such as silencers used in energy production plants, combustion engines, ventilation systems and air conditioning. To do this, the evaluation of properties as well as acoustic and non-acoustic parameters is carried out of various particle sizes obtained with arlite and vermiculite and the acoustic absorption coefficient is also obtained. The high temperature resistance of the granular material enables their use in severals industrial applications, including those discussed above in the field of industrial noise control devices. The feasibility of the solutions examined and proposed in this PhD thesis as sound-absorbing material to use inside silencers is an aspect to consider and its application in this sector is studied. It is interesting to obtain a granular product with sufficient consistency. As it is shown in the work , the amount of cement used in the preparation of the mortar sets the grain size of the final product and is decisive for a lightweight strength material in practical applications. The influence of the dosing of raw materials in the preparation of the mixture is analyzed. This effect is very important in vermiculite. After an exhaustive process, five granular compounds (2 from arlite and 3 from vermiculite) with different grain size are analized and acoustically studied. Sound absorption coefficient and flow resistivity are experimentally measured. Other non-acoustic parameters such as porosity, tortuosity and pore size distribution were experimentally determined. The implementation of these parameters in a theoretical model to predict acoustic performance has allowed the quantification of the sound absorption quickly and accurately without using the impedance tube. Of the various approaches available in the literature, Horoshenkov and Swift model for acoustical prediction in granular materials is selected due to its accuracy and the reduced number of parameters involved, as well as the possibility of obtaining these parameters with the available experimental equipment of the research team within which this PhD thesis is framed. The potencial and viability of these developed granular products for noise control in industrial applications (mufflers used in power production plants, engines, ventilation systems, etc.) is analyzed in the test bench available at the Department. / [ES] La memoria aquí presentada se centra en el estudio del comportamiento acústico de materiales granulares de estructura rígida obtenidos a partir de productos naturales. En el sector de la edificación se dispone de materiales con baja densidad que se emplean asiduamente en la construcción. Entre ellos, los productos que son extraídos directamente de cantera, procesados en planta de tratamiento industrial para obtener las propiedades adecuadas, no suponen una carga medioambiental desde el punto de vista de la naturaleza del material. Productos como la arlita y la vermiculita se encuentran disponibles en el mercado con distintas granulometrías. Estos materiales tienen propiedades muy interesantes: presentan alta porosidad, soportan altas temperaturas, son ventajosos desde un punto de vista económico y disponen de baja densidad. Estos materiales ligeros se utilizan en diversas aplicaciones como material suelto para diversos fines: jardinería, relleno de terraplenes o aislante térmico, entre otros ejemplos. Sin embargo, la obtención de productos granulares porosos mediante la utilización de agregados de arlita o vermiculita en la preparación del mortero de cemento abre un gran campo de posibilidades: pantallas acústicas para reducción del impacto acústico en zonas públicas o residenciales, material absorbente de aporte visto u oculto en paredes y techos, etc. El potencial que ofrecen estos materiales granulares en la construcción es muy importante ya que permiten la conformación de paneles prefabricados con múltiples geometrías estéticas obtenidas en base a unos moldes de encofrado. En la presente Tesis Doctoral se plantea además la utilización de este tipo de materiales compuestos con vistas a aumentar la atenuación sonora en dispositivos de control de ruido industriales, tales como los silenciadores utilizados en plantas de producción de energía, motores de combustión, sistemas de ventilación y aire acondicionado. Para ello, se lleva a cabo la obtención de propiedades y parámetros acústicos y no acústicos de diversas granulometrías con arlita y vermiculita y se evalúan las posibilidades acústicas de estos productos porosos mediante el análisis detallado del coeficiente de absorción. La alta resistencia a la temperatura del material granular obtenido posibilita su uso en un amplio abanico de aplicaciones industriales, entre las que se incluyen las comentadas anteriormente en el ámbito de los dispositivos de control de ruido industriales. La viabilidad de las soluciones estudiadas y propuestas en esta Tesis Doctoral como material fonoabsorbente a utilizar en el interior de silenciadores es un aspecto a tener en cuenta y se estudia su aplicación en este sector. Resulta significativo destacar que es importante obtener un producto granular con suficiente consistencia. Como se muestra en el trabajo realizado, la cantidad de cemento empleada en la preparación del mortero configura el tamaño de grano del producto final y es determinante para obtener un material ligero y con resistencia adecuada para aplicaciones prácticas. Se analiza la influencia de la dosificación de las materias primas en la preparación de la mezcla, estudiando su efecto en mayor detalle sobre la vermiculita ya que es muy sensible a pequeños cambios en las dosificaciones. Por su parte, la arlita, tiene un comportamiento totalmente distinto, resultando un material muy resistente en comparación con la vermiculita. Tras un proceso exhaustivo, se han seleccionado 5 compuestos granulares (2 de arlita y 3 de vermiculita) con distinto tamaño de grano para ser analizados y estudiados en detalle desde un punto de vista acústico en diversas campañas de mediciones experimentales. Dada su relevancia, se ha determinado el coeficiente de absorción acústica y la resistividad al flujo. Otros parámetros no acústicos, como la porosidad, la tortuosidad y la distribución de tamaño de poro se han determinado de modo experimental. La / [CAT] La memòria ací presentada es centra en l'estudi del comportament acústic de materials granulars d'estructura rígida obtinguts a partir de productes naturals. En el sector de l'edificació es disposa de materials amb baixa densitat que s'empren assíduament en la construcció. Entre ells, els productes que són extrets directament de pedrera, processats en planta de tractament industrial per a obtindre les propietats adequades, no suposen una càrrega mediambiental des del punt de vista de la naturalesa del material. Productes com l'arlita i la vermiculita es troben disponibles en el mercat amb distintes granulometries. Estos materials tenen propietats molt interessants: presenten alta porositat, suporten altes temperatures, són avantatjosos des d'un punt de vista econòmic i disposen de baixa densitat. Estos materials lleugers s'utilitzen en diverses aplicacions com a material solt per a diversos fins: jardineria, farcit de terraplens o aïllant tèrmic, entre altres exemples. No obstant això, l'obtenció de productes granulars porosos per mitjà de la utilització d'agregats d'arlita o vermiculita en la preparació del morter de ciment obri un gran camp de possibilitats: pantalles acústiques per a reducció de l'impacte acústic en zones públiques o residencials, material absorbent d'aportació vist o ocult en parets i sostres, etc. El potencial que oferixen estos materials granulars en la construcció és molt important ja que permeten la conformació de panells prefabricats amb múltiples geometries estètiques obtingudes basant-se en uns motles d'encofrat. En la present Tesi Doctoral es planteja a més la utilització d'este tipus de materials compostos amb vista a augmentar l'atenuació sonora en dispositius de control de soroll industrials, com ara els silenciadors utilitzats en plantes de producció d'energia, motors de combustió, sistemes de ventilació i aire condicionat. Per a això, es du a terme l'obtenció de propietats i paràmetres acústics i no acústics de diverses granulometries amb arlita i vermiculita i s'avaluen les possibilitats acústiques d'estos productes porosos per mitjà de l'anàlisi detallat del coeficient d'absorció. L'alta resistència a la temperatura del material granular obtingut possibilita el seu ús en un ampli camp d'aplicacions industrials, entre les que s'inclouen les comentades anteriorment en l'àmbit dels dispositius de control de soroll industrials. La viabilitat de les solucions estudiades i propostes en esta Tesi Doctoral com a material fonoabsorbent a utilitzar en l'interior de silenciadors és un aspecte a tindre en compte i s'estudia la seua aplicació en este sector. Resulta significatiu destacar que és important obtindre un producte granular amb suficient consistència. Com es mostra en el treball realitzat, la quantitat de ciment empleada en la preparació del morter configura la grandària de gra del producte final i és determinant per a obtindre un material lleuger i amb resistència adequada per a aplicacions pràctiques. S'analitza la influència de la dosificació de les matèries primeres en la preparació de la mescla, estudiant el seu efecte en major detall sobre la vermiculita ja que és molt sensible a xicotets canvis en les dosificacions. Per la seua banda, l'arlita, té un comportament totalment distint, resultant un material molt resistent en comparació amb la vermiculita. Després d'un procés exhaustiu, s'han seleccionat 5 compostos granulars (2 d'arlita i 3 de vermiculita) amb distinta grandària de gra per a ser analitzats i estudiats en detall des d'un punt de vista acústic en diverses campanyes de mesuraments experimentals. Donada la relevancia, s'ha determinat el coeficient d'absorció acústica i la resistivitat al flux. Altres paràmetres no acústics, com la porositat, la tortuositat i la distribució de grandària de porus s'han determinat de manera experimental. La implementació d'estos paràmetres en un model teòric de comportament / Esquerdo Lloret, TV. (2015). DESARROLLO DE MODELOS DE COMPORTAMIENTO ACÚSTICO Y CARACTERIZACIÓN EXPERIMENTAL DE MATERIALES ELABORADOS CON ALIGERANTES PARA LA CONSTRUCCIÓN. APLICACIÓN A SISTEMAS DE CONTROL DE RUIDO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59463 / TESIS