Universidade Federal do Cearà / Power generation wind-power in cities of Cearà donât represent a significant percentage of the power generation in the state. Although Cearà has favorable winds to use a small commercial windâs turbines, this isnât a practice that belongs to these cities. Possible causes of the low rate might be: few researches for development of compatible equipment with low winds and low cost, the fact that Brazilian companies doesnât offer wind generators appropriate for the area, most of the equipment used in the country is imported and often apllied for type of winds and climate conditions different of the CearÃâs - which puts the equipments in its low perform- , repair difficulties and problems with the security operations (guide). For development of this work was used machines, tools and software such as SolidEdge version ST6, Computer-aided design (CAD) NX4 in the design and communication with vertical machining center, general tools, equipment for painting and application of resins, vacuum pump, measuring instruments volume (beaker, measuring cylinder etc.), analytical balance and pipettes. The technique used for the manufacture of the blades was vacuum infusion, relatively simple procedure and has the advantage to reduce volatile emissions with the use of closed molds. The selection of the profile e-61 was obtained by data from the software FoilSimIII and JavaFoil, which indicates the good chosen for lift aerodynamic coefficient. The carnauba fiber was used as reinforcement in composite to produce the blades with different resins, which makes it possible the use of manpower and local level raw materials to the construction of wind blades, being reinforced with vegetable carnauba fibers and polyester resins / A geraÃÃo de energia eÃlica-elÃtrica no interior do Cearà nÃo representa um percentual significativo na geraÃÃo de energia do Estado. Apesar de possuir ventos favorÃveis durante o ano inteiro, a utilizaÃÃo de aerogeradores comerciais de pequeno porte nÃo à uma prÃtica local. As possÃveis causas do baixo Ãndice sÃo: as poucas pesquisas voltadas para desenvolvimento de equipamentos compatÃvel com baixos ventos e de baixo custo, a ausÃncia de empresas brasileiras que ofereÃam geradores eÃlicos, o uso de equipamentos importados e com aplicaÃÃes para ventos e condiÃÃes climÃticas diferenciadas do interior cearense â acarretando baixo rendimento -, os problemas de manutenÃÃo, os erros nas operaÃÃes de seguranÃa e as dificuldades de reparo. Para desenvolver esse trabalho foram utilizados mÃquinas, ferramentas e softwares como SolidEdge versÃo ST6, Computer-aided design (CAD) NX4 no desenho e comunicaÃÃo com centro de usinagem vertical, ferramentas em geral, equipamentos para pinturas e aplicaÃÃo de resinas, bomba de vÃcuo, instrumentos de mediÃÃo de volume (bÃquer, proveta etc.), balanÃa de precisÃo e pipetas. A tÃcnica utilizada na fabricaÃÃo das pÃs foi à infusÃo a vÃcuo, processo relativamente simples e com a vantagem de reduzir a emissÃo volÃtil com uso de moldes fechados. A escolha do perfil e-61 para modelar foi obtido por meio de dados do software JavaFoil e FoilSimIII, indicando o perfil escolhido com um bom coeficiente de sustentaÃÃo aerodinÃmico. A fibra de carnaÃba foi utilizada como reforÃo no compÃsito para produÃÃo das pÃs com diferentes resinas, o que possibilita o uso de mÃo de obra e matÃria prima local na construÃÃo de pÃs eÃlicas reforÃada com fibras vegetais de carnaÃba e resinas poliÃster

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Lower São Francisco River has suffered with impacts by changes in river flow caused by public policies implemented in recent decades that prioritized the construction of Electrical Power Dams. Then is very important to search for solutions through techniques to monitor the progress of erosion, especially erosion on rivebanks. From this perspective, we need to build sustainable techniques that can mitigate the soil loss controlling erosion with soil bioengineering techniques and considering the geomorphological dynamics of that environment. The objective of this work was to evaluate the dynamics of erosion on the banks of the São Francisco River in its lower course, and how to mitigate them through the use of geotextiles made from natural fibers for hydro-recovery. Thus, the methodology followed the steps: initially was based on a literature review, then field work for the area recognition and the analysis of the landscape as well as fibers identification in order to develop erosion control techniques, followed by experimental tests and monitoring geotextile evaluated in field and laboratory and then was build a synthesis of the results achieved with the research. The methodological theoretical model used in the research was the GTP (Geosystem, Territory, Landscape) proposed by Bertrand (1971), through a systemic and integrated approach to landscape analysis and the relationship between society and nature in the geographical space. The river banks erosion was registered as a result of fluvial dynamics presented by the São Francisco River, considering the regulated flow from the implementation of Sobradinho and Xingó electrical power dams in the Lower São Francisco (BSF) and associated deforestation, river margins illegal occupation, among other impacts. As a result the research states the presence of erosion on the right bank of the the lower river causing soil loss that is associated with the fluvial dynamics of the river with regulated flow, as well as the conditions of climate and soil of studied area also influence riverbank erosion. From the field experiment it was observed that among the selected fibers to perform the tests for the production of geotextiles, those of Ouricuri and Junco were more efficient in erosion control, but for strength and durability to climatic variables the fiber from Taboa, was the most resistant. In conclusion the use of natural fibers in geotextiles and its application in the riverbanks became an alternative to compose erosion control techniques, based on the results obtained through field and laboratory tests. Finally this research provides to the scientific community a contribution on the erosion on the riverbank, providing useful information for the society as an important technique to erosion control in the riverbanks. / O Baixo São Francisco Sergipano tem sofrido com impactos ocasionados pelas alterações na vazão do rio provocadas pelas políticas públicas implantadas nas últimas décadas que priorizaram os barramentos para geração de energia. Desta forma, é frequente a busca por soluções que controlem o avanço dos processos erosivos, a partir da compreensão dos aspectos geomorfológicos que norteiam a dinâmica da erosão em taludes fluviais. Foi nesta perspectiva que surgiu a necessidade de implementação de técnicas sustentáveis que possam mitigar a perda de solo controlando a erosão a exemplo das técnicas de bioengenharia de solos. O objetivo desse trabalho foi avaliar a dinâmica dos processos erosivos na margem do rio São Francisco, no seu baixo curso, e as formas de mitigação por meio do uso de geotêxteis fabricados com fibras naturais para a recuperação hidroambiental. Desta forma, a metodologia seguiu as seguintes etapas: inicialmente foi realizado um levantamento bibliográfico, em seguida conduzidos trabalhos em campo para reconhecimento da área e a análise da paisagem, bem como identificação de fibras utilizadas para o desenvolvimento de técnicas de contenção de erosão, seguido da instalação de ensaios experimentais e monitoramento dos parâmetros avaliados em campo, análises em laboratório e, como última etapa foi trabalhada a síntese dos resultados alcançados com a realização da pesquisa. O modelo teórico metodológico utilizado na pesquisa foi o GTP (Geossistema, Território, Paisagem) proposto por Bertrand (1971), através de abordagem sistêmica e integradora na análise da paisagem e da relação sociedade e natureza no espaço geográfico. A pesquisa avaliou os processos erosivos nas margens do rio, em consequência da dinâmica fluvial apresentada pelo Rio São Francisco, considerando sua regularização da vazão, a partir da implantação das UHEs de Sobradinho e Xingó no Baixo São Francisco (BSF), assim como associada ao desmatamento, ocupação irregular das margens, entre outros impactos que também são identificados. Como resultado, a pesquisa confirma a presença de erosão na margem direita do BSF ocasionando a perda de solo, associada à dinâmica fluvial considerando a vazão regularizada, bem como as condições de clima e solo da área estudada que também influenciam na ação da erosão da margem. A partir dos experimentos em campo observou-se que entre fibras selecionadas para fabricação dos geotêxteis, as fibras de Ouricuri e Junco mostraram-se mais eficientes na contenção de erosão, porém quanto à resistência e durabilidade às variáveis climáticas a fibra de Taboa liderou, sendo a mais resistente. O uso de fibras naturais a partir da confecção de geotêxteis e aplicação em taludes fluviais torna-se mais uma alternativa como técnicas de contenção de erosão, fundamentada nos resultados alcançados através dos testes em campo e laboratório realizados em área experimental nas margens do rio. Por fim esta pesquisa apresenta à comunidade científica uma contribuição à medida que reflete sobre os processos erosivos na margem do rio, desenvolve, experimenta e disponibiliza informações de utilidade para a sociedade sobre uma técnica para a contenção da erosão em taludes fluviais.

El objetivo es conocer la influencia de la moda sostenible en la exportación de cárdigan de fibra de alpaca a EE.UU. en la región Arequipa entre el 2014 al 2020. Se identificaron tres categorías: la participación del estado, la formación de asociaciones y las certificaciones. Se realizó una investigación cualitativa – exploratoria con un diseño de investigación de teoría fundamentada con la finalidad de analizar y describir, determinar causas y validar teorías sobre la influencia de la moda sostenible, entrevistando a 22 actores claves. Concluimos que la moda sostenible es una necesidad transversal que involucra temas sociales, económicos y medioambientales. Se necesita inversión estatal en la cadena de valor de la alpaca para asegurar la sostenibilidad. Se determinó que las empresas exportadoras cuenten con certificaciones, sin ser indispensable para el mercado estadounidense, con respecto a la trazabilidad del producto los consumidores son más exigentes y se interesan por conocer su origen. En cuanto a las asociaciones, pueden convertirse en la solución para los criadores, generando ventajas competitivas, confiabilidad, estandarizando procesos, mejorar la calidad y lograr añadir valor para un mejor precio, sin embargo, debido a la idiosincrasia, falta de educación y desconocimiento de la asociatividad no logran formarse y las formadas fracasan o no escalan a un nivel competitivo. Finalmente, se encontraron hallazgos vinculados a la digitalización como promoción de los productos y acceso a nuevos mercados, desarrollo de mercado interno para mantenerse en esta actividad de crianza y el interés por el consumidor actual en conocer la historia detrás del producto. / The objective is to know the influence of sustainable fashion on the export of alpaca fiber cardigans to the United States in the Arequipa region between 2014 and 2020. Three categories were identified: state participation, association formation and certifications. A qualitative-exploratory research was carried out with a grounded theory research design in order to analyze and describe, determine causes and validate theories about the influence of sustainable fashion, interviewing 22 key actors. We conclude that sustainable fashion is a cross-cutting need that involves social, economic and environmental issues. State investment is needed in the alpaca value chain to ensure sustainability. It was determined that the exporting companies have certifications, without being essential for the US market, with respect to the traceability of the product, consumers are more demanding and are interested in knowing its origin. As for the associations, they can become the solution for breeders, generating competitive advantages, reliability, standardizing processes, improving quality and managing to add value for a better price, however, due to the idiosyncrasy, lack of education and ignorance of associativity cannot be formed and those formed fail or do not scale to a competitive level. Finally, findings related to digitization were found, such as promotion of products and access to new markets, development of the internal market to stay in this breeding activity, and interest by the current consumer in knowing the history behind the product. / Tesis

Master of Science / Department of Civil Engineering / Hayder A. Rasheed / Throughout history natural fiber was used as one of the main building materials all over the world. Because the use of such materials has decreased in the last century, not much research has been conducted to investigate their performance as a reinforcing material in cement and concrete. In order to investigate one of the most common natural fibers, wheat fibers, as a reinforcing material, 156 mortar specimens and 99 concrete specimens were tested. The specimens were tested in either uniaxial compression or flexure. The uniaxial compression test included 2 in (50.8 mm) mortar cubes and 4x8 in (101.6 x 203.2 mm) concrete cylinders. As for the flexure test, they were either 40x40x160 mm cementitious matrix prisms or 6x6x21 in (152.4x152.4x533.4 mm) concrete prisms. Several wheat fibers percentages were studied and compared with polypropylene fiber as a benchmarking alternative. The average increase in the uniaxial compression strength for cementitious matrix cubes reinforced with 0.5% long wheat fiber exceeded that of their counterparts reinforced with polypropylene fiber by 15%. Whereas for concrete cylinders reinforced with 0.75% long wheat fiber, their strength exceeded that of their counterparts reinforced with polypropylene fiber by 5% and that of the control by 7%. The flexural strength of cementitious matrix prisms reinforced with 0.75% long wheat fiber exceeded that of their counterparts reinforced with polypropylene fiber by 27%. Meanwhile, concrete prisms reinforced with both long wheat fiber and polypropylene fiber showed deterioration in strength of up to 17%. Finally, ABAQUS models were developed for concrete cylinders and prisms to simulate the effect of inclusion of the wheat fibers.

Compte tenu des propriétés spécifiques de l’Alfa, de son haut potentiel fibreux, des conditions de sa production et de sa transformation très écologiques, nous nous sommes proposés de mener une étude ayant pour objectif l’extraction des fibres cellulosiques à partir de la plante en vue d’applications textiles. L’extraction est conduite suivant différentes voies : mécanique, classique à la soude et enzymatique. A la lumière des différentes caractéristiques de ces fibres issues des différents procédés d’extraction, nous avons établi des corrélations entre la structure et les propriétés des fibres cellulosiques obtenues. Les fibres 1, 2 et 3 issues de différentes extractions ont fait l’objet d’une étude comparative dans le but d’évaluer au mieux, d’une part, leurs caractéristiques physico-chimiques (finesse et longueur, densité, MEB, FTIR-ATR, diffraction aux rayons X, comportement au mouillage et énergie de surface, taux de reprise, cinétique d’absorption-désorption…) et leurs propriétés mécaniques, d’autre part. L’efficacité de chaque traitement a été approuvée par l’élimination progressive des composants non cellulosiques et l’obtention de fibres longues prêtes à être intégrées dans le processus de transformation textile. Dans un second temps, nous avons produit des fils par le procédé conventionnel anneau- curseur afin d’obtenir une structure organisée et homogène. Ainsi, le potentiel textile des fibres d’Alfa a été confirmé. Afin de valoriser les fibres très courtes, nous les avons mises en solution dans un solvant écologique : le NMMO. La solution concentrée est extrudée à travers une filière selon le procédé de filage humide appliqué aux fibres Lyocell. Finalement, une comparaison entre les fibres extraites des tiges d’Alfa, les filaments obtenus par coagulation et les autres fibres naturelles couramment utilisées dans l’industrie textile, a été effectuée tout au long de cette étude pour permettre de bien situer les fibres d’Alfa dans le paysage général des fibres textiles. / Given the specific properties of Alfa plant, its high fibrous potential, its conditions of production and its processing very ecological, we proposed to study the extraction of cellulosic fibers for textile applications. The extraction is carried out following different ways: mechanical, chemical and enzymatic. In light of the different characteristics of these fibers obtained from different extraction methods, we established correlations between the structure and properties of cellulosic fibers 1, 2 and 3 fibers, resulting from the different extraction ways have been compared in order to better assess: on the one hand, their physico-chemical characteristics (fineness and length, density, SEM, FTIR-ATR, X-ray diffraction, wetting behavior and surface energy, moisture regain, absorption-desorption kinetics ...) and mechanical properties, on the other hand. The efficiency of each treatment was approved by the phasing out of non-cellulosic components and the obtaining of long fibers ready to be integrated into the process of textile processing. In a second step, we produced yarns by the conventional ring spinning method, in order to get an organized and consistent structure. Thus, the textile potential of Alfa fibers has been confirmed. Wastes from spinning (very short fibers) were dissolved in an ecological solvent: NMMO. The concentrated solution was extruded through a spinneret according to the wet spinning process applied to the Lyocell fibers. Finally, a comparison between the fibers extracted from Alfa stems, filaments obtained by coagulation and other natural fibers commonly used in the textile industry was conducted throughout this study to properly situate Alfa fibers in the general landscape of textile fibers.

This work of examination describes an environmentally oriented product development aimed to develop new packaging with improved environmental and sale aspects of the products from Primus Sweden AB. The report covers the design process from the first collection of facts to the final results with a description of all methods involved in the work. The focus has been on a clear environmental awareness and the report contains a deepening of the concept life cycle assessment (LCA) for product development. In the process, the consumers’ opinions of the brand Primus and environmental profiling formed the basis for the packaging to communicate the right values such as quality, technology, environmental awareness and adventurer’s first choice. The deepening of the life cycle analysis shows that composting and other alternative treatment of the biological cycle is not possible to implement in a satisfactory way in the design process. The work results in two final concepts. The first concept consists of a protective packaging made from natural fibres, which are vacuum - thermoformed to produce attractive and unique shapes. The raw material is waste from other industries which otherwise would be of no use. The packaging can be composted but also recycled among cardboard. The second concept is both packaging and commercial product in the form of a seat pad. An outer packaging is thus replaced with a seat pad with the same life span as a Primus stove. The material is recommended to be polyamide 6.6, which can be fully recycled and has qualities that meet all customer requirements. The material can be recycled among other plastics, but a take-back system is recommended to fully recover the properties of materials. The two concepts follows the Cradle to Cradle philosophy in which polyamide 6.6 is part of the technical life cycle, and the natural fibre is part of the biological life cycle. A clear common layout have been developed to distinguish Primus and their products on the market. / Denna rapport redogör för en miljövänligt inriktad produktutveckling som syftat till att ta fram ny förpackning med förbättrade miljö- och säljaspekter åt Primus Sverige AB:s produkter. Rapporten behandlar designprocessen från den första insamlingen av fakta till slutgiltiga resultat med en beskrivning av alla metoder som involverats i arbetet. Fokus har legat på en tydlig miljömedvetenhet och rapporten innehåller en fördjupning av begreppet livscykelanalys (LCA) för produktutveckling. Under arbetet har konsumenters åsikter om varumärket Primus och miljövänlig profilering legat till grund för att med förpackningarna kommunicera rätt värdeord som kvalitet, teknik, miljömedvetenhet och äventyrarens självklara val. Fördjupningen i livscykelanalysen visar att kompostering och andra alternativa avfallshanteringar från det biologiska kretsloppet inte går att implementera på tillfredställande sätt i designprocessen. Arbetet resulterar i två slutkoncept. Ett koncept innebär en skyddande förpackning som tillverkas av naturfiber med vakuum - termoformning för att få fram attraktiva och unika former. Råvaran är avfall från annan industri som annars inte används till något. Förpackningen kan komposteras men även återvinnas i pappåtervinningen. Det andra konceptet är både förpackning och nyttoprodukt i form av ett sittunderlag. En yttre förpackning ersätts således med ett sittunderlag med samma livslängd som ett Primuskök. Materialet rekommenderas vara polyamid 6.6, vilken har möjlighet att återvinnas till 100 % och vars kvaliteter uppfyller alla kundkrav. Materialet kan återvinnas bland annan plast men ett återtagningssystem rekommenderas för att till fullo utnyttja materialets egenskaper. De två koncepten följer filosofin Cradle to Cradle med polyamid 6.6 som näringsämne i ett tekniskt kretslopp och naturfiber som näringsvärde i ett biologiskt kretslopp. En tydlig gemensam layout för koncepten har tagits fram för att utmärka Primus och deras produkter på marknaden.

<p>This work of examination describes an environmentally oriented product development aimed to develop new packaging with improved environmental and sale aspects of the products from Primus Sweden AB. The report covers the design process from the first collection of facts to the final results with a description of all methods involved in the work. The focus has been on a clear environmental awareness and the report contains a deepening of the concept life cycle assessment (LCA) for product development. In the process, the consumers’ opinions of the brand Primus and environmental profiling formed the basis for the packaging to communicate the right values such as quality, technology, environmental awareness and adventurer’s first choice.</p><p>The deepening of the life cycle analysis shows that composting and other alternative treatment of the biological cycle is not possible to implement in a satisfactory way in the design process.</p><p>The work results in two final concepts. The first concept consists of a protective packaging made from natural fibres, which are vacuum - thermoformed to produce attractive and unique shapes. The raw material is waste from other industries which otherwise would be of no use. The packaging can be composted but also recycled among cardboard. The second concept is both packaging and commercial product in the form of a seat pad. An outer packaging is thus replaced with a seat pad with the same life span as a Primus stove. The material is recommended to be polyamide 6.6, which can be fully recycled and has qualities that meet all customer requirements. The material can be recycled among other plastics, but a take-back system is recommended to fully recover the properties of materials.</p><p>The two concepts follows the Cradle to Cradle philosophy in which polyamide 6.6 is part of the technical life cycle, and the natural fibre is part of the biological life cycle. A clear common layout have been developed to distinguish Primus and their products on the market.</p> / <p>Denna rapport redogör för en miljövänligt inriktad produktutveckling som syftat till att ta fram ny förpackning med förbättrade miljö- och säljaspekter åt Primus Sverige AB:s produkter. Rapporten behandlar designprocessen från den första insamlingen av fakta till slutgiltiga resultat med en beskrivning av alla metoder som involverats i arbetet. Fokus har legat på en tydlig miljömedvetenhet och rapporten innehåller en fördjupning av begreppet livscykelanalys (LCA) för produktutveckling. Under arbetet har konsumenters åsikter om varumärket Primus och miljövänlig profilering legat till grund för att med förpackningarna kommunicera rätt värdeord som kvalitet, teknik, miljömedvetenhet och äventyrarens självklara val.</p><p>Fördjupningen i livscykelanalysen visar att kompostering och andra alternativa avfallshanteringar från det biologiska kretsloppet inte går att implementera på tillfredställande sätt i designprocessen.</p><p>Arbetet resulterar i två slutkoncept. Ett koncept innebär en skyddande förpackning som tillverkas av naturfiber med vakuum - termoformning för att få fram attraktiva och unika former. Råvaran är avfall från annan industri som annars inte används till något. Förpackningen kan komposteras men även återvinnas i pappåtervinningen. Det andra konceptet är både förpackning och nyttoprodukt i form av ett sittunderlag. En yttre förpackning ersätts således med ett sittunderlag med samma livslängd som ett Primuskök. Materialet rekommenderas vara polyamid 6.6, vilken har möjlighet att återvinnas till 100 % och vars kvaliteter uppfyller alla kundkrav. Materialet kan återvinnas bland annan plast men ett återtagningssystem rekommenderas för att till fullo utnyttja materialets egenskaper.</p><p>De två koncepten följer filosofin Cradle to Cradle med polyamid 6.6 som näringsämne i ett tekniskt kretslopp och naturfiber som näringsvärde i ett biologiskt kretslopp. En tydlig gemensam layout för koncepten har tagits fram för att utmärka Primus och deras produkter på marknaden.</p>

With the population expected to grow dramatically in the future. The existing state of the ecosystem appears to be worse in the future. One of the key culprits that has been wreaking havoc on the ecosystem is the use of plastic that is used to produce composites. Composites, because to its versatility, has applications in all areas, and as the population grows, so will the demand for them. This can be reduced by using biodegradable and natural materials. The study is done in collaboration with the company Trifilon. The raw materials of the mixture are compared, and the best polymer, fibers, and additives are chosen. Composites made from synthetic raw materials are being replaced by bio-composites, which contain one natural component. The material selected are polypropylene as the polymer, maleic anhydride as compatibilizer and glass fiber for composite while hemp fiber for Bio-composite. To achieve optimal mechanical qualities, the mixture is created using varied amounts of essential components. The mechanical properties aid in defining the industries in which the material can be employed. There are various combinations of raw materials available with varying fiber content, from which the best proportion of the fiber is chosen. For composites and Bio-composites, the fiber content in the mixture is 10% to generate the best material with the appropriate adaptability and flexibility, allowing the material to be used and have applications in several industries. A comparative life cycle evaluation is used to compare the environmental impact of both materials' production procedures. The assessment model was created with the help of a literature review to generate the optimal recipe for composite and bio-composite materials. In most impact categories, bio-composite materials were found to be more sustainable than composite materials. The usage of Polypropylene as a raw material has the greatest influence on global warming, with glass fiber contributing more to global warming than hemp fiber. Future studies could include replacing Polypropylene with natural polymer and hemp fiber with a combination of synthetic and natural fiber to have strong mechanical properties from the synthetic and eco-friendliness from the natural fiber respectively. / Med befolkningen som förväntas växa dramatiskt i framtiden. Ekosystemets befintliga tillstånd verkar vara sämre i framtiden. En av de viktigaste bovarna som har orsakat förödelse på ekosystemet är användningen av plast som används för att producera kompositer. Kompositer har, på grund av sin mångsidighet, tillämpningar inom alla områden, och när befolkningen växer kommer efterfrågan på dem att öka. Detta kan minskas genom att använda biologiskt nedbrytbara och naturliga material. Studien görs i samarbete med företaget Trifilon. Blandningens råmaterial jämförs och den bästa polymeren, fibrerna och tillsatserna väljs. Kompositer tillverkade av syntetiska råvaror ersätts av biokompositer som innehåller en naturlig komponent. Materialet som väljs är polypropen som polymer, maleinsyraanhydrid som kompatibiliseringsmedel och glasfiber för komposit medan hampafiber för biokomposit. För att uppnå optimala mekaniska egenskaper skapas blandningen med olika mängder väsentliga komponenter. De mekaniska egenskaperna hjälper till att definiera de branscher där materialet kan användas. Det finns olika kombinationer av råvaror med varierande fiberhalt, från vilka den bästa andelen av fibern väljs. För kompositer och biokompositer är fiberinnehållet i blandningen 10 % för att generera det bästa materialet med lämplig anpassningsförmåga och flexibilitet, vilket gör att materialet kan användas och ha tillämpningar inom flera industrier. En jämförande livscykelutvärdering används för att jämföra miljöpåverkan från båda materialens produktionsprocedurer. Bedömningsmodellen skapades med hjälp av en litteraturöversikt för att generera det optimala receptet för komposit- och biokompositmaterial. I de flesta påverkanskategorier visade sig biokompositmaterial vara mer hållbara än kompositmaterial. Användningen av polypropen som råvara har störst inflytande på den globala uppvärmningen, med glasfiber som bidrar mer till den globala uppvärmningen än hampafiber. Framtida studier kan innefatta att ersätta polypropen med naturlig polymer och hampafiber med en kombination av syntetiska och naturliga fibrer för att ha starka mekaniska egenskaper från syntet respektive miljövänlighet från naturfiber.

[ES] La evolución de la tendencia del pensamiento de la gente en los últimos años ha cambiado, llevándonos a adquirir nuevos valores enfocados en la sostenibilidad de los recursos naturales y el respeto hacia el medio ambiente. Con ello, la perspectiva de producto se ha visto afectada en todos los sectores, incluido el sector de la automoción. La aparición de nuevas normas medioambientales han establecido obligaciones sobre los fabricantes de vehículos respecto a la reducción de consumo y emisiones contaminantes por lo que cada vez es más habitual identificar materiales ligeros en vehículos de uso cotidiano con la finalidad de mejorar la eficiencia energética a partir de la reducción de masa. El presente estudio pretende avanzar un paso más en la utilización de materiales compuestos centrando su temática en el desarrollo de nuevos materiales para la fabricación de componentes estructurales de vehículos que permitan la reducción de consumos desde un punto de vista sostenible. Para ello se plantea la aplicación de nuevos materiales compuestos basados en la utilización de fibras naturales, que sustituyan a los materiales utilizados tradicionalmente. En el estudio se plantea la utilización de una única matriz (epoxi) común a todos los tejidos naturales ensayados que permita realizar un estudio comparativo centrado en los tejidos, para obtener un material compuesto eficiente en su fabricación, uso y reciclaje buscando el equilibrio entre densidad, coste, resistencia y reciclabilidad. El estudio ha consistido en la realización de ensayos de tracción, compresión, flexión, impacto, dureza, cortadura y fatiga, a partir de los cuales se han podido extraer las propiedades mecánicas necesarias para realizar un modelo MEF uniaxial en el software ANSYS ACP, comparando resultados con distintas orientaciones de fibras. Tras esto, se ha dimensionado un componente utilizando el modelo MEF uniaxial para un estudio multiaxial. Este componente ha sido fabricado y posteriormente ensayado en un banco de fatiga con la finalidad de contrastar los resultados del software con los obtenidos empíricamente, y a su vez validar la aplicación. / [CA] L'evolució de la tendència del pensament de la gent als últims anys ha canviat, portant-nos a adquirir nous valors enfocats a la sostenibilitat dels recursos naturals i al respecte cap al medi ambient. A causa d'això, la perspectiva de producte s'ha vist afectada en tots els sectors, inclòs al sector de l'automoció. L'aparició de noves normes mediambientals han establit obligacions sobre els fabricants de vehicles respecte a la reducció de consum i emissions contaminants pel que cada vegada és més habitual identificar materials lleugers en vehicles d'ús quotidià amb la finalitat de millorar l'eficiència energètica a partir de la reducció de massa. El present estudi pretén avançar un pas més en la utilització de materials compostos centrant la seua temàtica en el desenvolupament de nous materials per a la fabricació de components de vehicles que permeten la reducció de consums des d'un punt de vista sostenible. Per a això es planteja l'aplicabilitat de nous materials compostos basats en la utilització de fibres naturals, que substituïsquen els materials emprats tradicionalment. En l'estudi es planteja la utilització d'una única matriu (epoxi) comú a tots els teixits naturals assajats que permeta realitzar un estudi comparatiu centrat en els teixits per obtindre un material compost eficient en la seua fabricació, ús i reciclatge, buscant l'equilibri entre densitat, cost, resistència i reciclabilitat. L'estudi ha consistit en la realització d'assajos de tracció, compressió, flexió, impacte, duresa, tallant i fatiga, a partir dels quals s'han pogut extraure les propietats mecàniques necessàries per a realitzar un model MEF uniaxial al programa ANSYS ACP, comparant resultats amb diferents orientacions de fibres. Després d'això, s'ha dimensionat un component utilitzant el model MEF uniaxial per a un estudi multiaxial. Aquest component s'ha fabricat i posteriorment s'ha assajat en un banc de fatiga amb la finalitat de contrastar els resultats del programa amb els obtinguts empíricament, i alhora ha servit per validar l'aplicació. / [EN] The evolution of the trend of people's thinking in recent years has changed, leading us to acquire new values focused on the sustainability of natural resources and respect for the environment. As a result, the product outlook has been affected in all sectors, including the automotive. The imposition of new environmental regulations has established obligations for vehicle manufacturers in terms of fuel consumption and polluting emissions, which is why it is increasingly common to identify lightweight materials in everyday vehicles, in order to improve energy efficiency through from mass reduction. This study seeks to advance the use of composite materials, focusing its theme on the development of new materials for the manufacture of structural vehicle components. For this, it is proposed the development of new composite materials based on the use of natural fibers is proposed to replace the materials traditionally used. In the work is proposed a comparative study focused on fabrics, using a single matrix (epoxy) common to all the test specimens, to obtain an efficient composite material in its manufacture, use and recycling, seeking the balance between density, cost, resistance and recyclability. During the development of the research, it has been necessary to perform tensile, compression, bending, impact, hardness, shear and fatigue tests to extract the mechanical properties necessary to make a uniaxial MEF model in the ANSYS ACP software, comparing results with different orientations fibers. After this, a component has been dimensioned using the uniaxial FEM model for a multiaxial study. This component has been manufactured and subsequently tested in a fatigue bench in order to compare the results of the software with those obtained empirically, and in turn validate the application. / Oliver Borrachero, BA. (2021). Estudio de la utilización de fibras naturales en materiales compuestos laminados para fabricación de componentes de automoción [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/165809 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Debido a la preocupación por la contaminación derivada del uso de los plásticos y la gran cantidad de residuos generados a nivel mundial, se desarrollaron diferentes compuestos plásticos reforzados con fibras naturales respetuosos con el medio ambiente (WPC) para su caracterización y optimización. En primer lugar, se utilizó polietileno de alta densidad de base biológica (BioHDPE) como matriz polimérica y diferentes fibras cortas naturales como el cáñamo, el lino y el yute. Se mezclaron mediante extrusión de doble husillo y se moldearon en piezas mediante moldeo por inyección, se añadió un copolímero de injerto de etileno con anhídrido maleico (PE-g-MA) a dos partes por cien de resina al WPC durante el proceso de extrusión para reducir la falta de compatibilidad entre las fibras lignocelulósicas y la matriz polimérica. Como resultado, se observó en el análisis térmico, una ligera mejora de la estabilidad térmica de los compuestos reforzados con las tres fibras, aumentado la temperatura de fusión y de degradación del compuesto. Además, también aumentó la absorción de agua de los compuestos. Se obtuvo, especialmente, un aumento drástico del módulo de Young y de la resistencia al impacto de los compuestos con refuerzo de fibra de cáñamo. Debido a estos resultados, a continuación, se realizó un estudio con la misma matriz polimérica (BioHDPE) y diferentes porcentajes (2,5 a 40,0% en peso) de fibras cortas de cáñamo (HF) como refuerzo natural, utilizando la misma técnica por fusión y extrusión de doble husillo del compuesto que se moldeo por inyección. También se utilizó como agente compatibilizante, el copolímero maleinizado, de injerto de etileno con anhídrido maleico (PE-g-MA) para mejorar la escasa compatibilidad entre la matriz de BioHDPE altamente no polar y las fibras lignocelulósicas altamente hidrofílicas. El 40% en peso de fibra dio como resultado un aumento importante del módulo de Young y la resistencia al impacto del BioHDPE, obteniendo valores de 5275 MPa y 3,6 kJ/m2, respectivamente, en comparación con el bioHDPE puro de 826 MPa y 2,0 kJ/m2. En cuanto al cambio de color de las muestras inyectadas, se observó que el aumento de fibra generó una clara modificación en las tonalidades finales de las piezas, alcanzando colores muy similares a las maderas oscuras para porcentajes superiores al 20%.Finalmente, se desarrollaron nuevos composites de alto rendimiento mediomabiental utilizando un 30% de fibra corta de cáñamo y como matriz polimérica copolímero de polibutilén succinato-co-adipato paracialmente de origen renovable (BioPBSA). En este caso, para mejorar la interacción entre la fibra y la matriz no solo se empleó el injerto copolímero de PBSA injertado con anhídrido maleico (PBSA-g-MA), sino que se utilizaron diferentes aditivos por extrusión reactiva al composite como aditivos derivados del ácido itacónico de base biológica, como el dibutil itaconato (DBI) y un copolímero de PBSA injertado con ácido itacónico (PBSA-g-IA). La introducción de fibras de cáñamo, dieron como resultado una mejora en la rigidez del polímero base, el módulo de tracción del BioPBSA puro 281 MPa aumentó considerablemente alcanzando valores de 3482 MPa. Los compuestos con DBI obtuvieron una mejora en la ductilidad y una disminución en las propiedades de tracción, en contraste con las muestras compatibles con copolímeros que mejoraron la resistencia a la tracción. / [CA] Degut a la preocupació per la contaminació derivada de l'us dels plàstics i la gran quantitat de residus generats a nivell mundial, es desenvoluparen diferents compostos reforçats amb fibres naturals respectuoses amb el medi ambient (WPC) per a la seva caracterització i optimització. En primer lloc, es va utilitzar polietilè d'alta densitat de base biològica (BioHDPE) com a matriu polimèrica i diferents fibres curtes naturals com el cànem, el lli i jute. Es van fondre mitjançant extrusió de doble tornavís i es moldejaren en peces mitjançant moldejat per injecció, es va afegir un copolímer d'empelt d'etlé i anhídrid maleic (PE-g-MA) a dues parts per cent de resina al WPC durant el procés d'extrusió per a reduir la falta de compatibilitat entre les fibres lignocel·lulòsiques i la matriu polimèrica. Com a resultat, es va observar en l'anàlisis tèrmica, una lleugera millora de l'estabilitat tèrmica dels compostos reforçats amb les tres fibres , augmentant la temperatura de fusió i de degradació dels compostos. Es va obtenir, especialment, un augment dràstic del mòdul de Young i de la resistència a l'impacte dels compostos amb reforç de fibra de cànem. Degut a aquestos resultats, a continuació es va realitzar un estudi amb la mateixa matriu polimèrica (BioHDPE) i diferents percentatges (2,5 a 40,0% en pes) de fibra curta de cànem (HF) com a reforç natural, utilitzant la mateixa tècnica per fusió i extrusió de doble tornavís del compost que es va moldejar per injecció. També es va utilitzar com agent compatibilitzant, el copolímer meleinitzat, anhídrid maleic d'empelt de polietilè (PE-g-MA) per millorar l'escassa compatibilitat entre la matriu de BioHDPE altament no polar i les fibres lignocel·lulòsiques altament hidrofíliques. El 40% en pes de fibra va donar com a resultat un augment important del mòdul de Young i la resistència a l'impacte del BioHDPE, obtenint valors de 5275 MPa i 3,6 kJ/m2, respectivament, en comparació amb el bioHDPE pur de 826 MPa i 2,0 kJ/m2. En quant al canvi de color de les mostres injectades, es va observar que l'augment de fibra va generar una clara modificació en les tonalitats finals de les peces, aconseguint colors molt similars a les fustes fosques per a percentatges superiors al 20%.Finalment, es van desenvolupar nous composites d'alt rendiment medioambiental utilitzant un 30% de fibra curta de cànem i com a matriu polimèrica copolímer de polibutilèn succinat-co-adipat paracialment d'origen renovable (BioPBSA). En aquest cas, per millorar la interacció entre la fibra i la matriu no només es va emprar l'empelt copolímer de PBSA empeltat amb anhídrid maleic (PBSA-g-MA), sinó que es van utilitzar diferents additius per extrusió reactiva al composite com a additius derivats de l'àcid itacònic de base biològica, com el dibutil itaconat (DBI) i un copolímer de PBSA empeltat amb àcid itacònic (PBSA-g-IA). La introducció de fibres de cànem, van donar com a resultat una millora en la rigidesa del polímer base, el mòdul de tracció del BioPBSA pur 281 MPa va augmentar considerablement aconseguint valors de 3482 MPa. Els compostos amb DBI van obtenir una millora en la ductilitat i una disminució en les propietats de tracció, en contrast amb les mostres compatibles amb copolímers que van millorar la resistència a la tracció. / [EN] Due to the concern about the pollution derived from the use of plastics and the large amount of waste generated worldwide, different environmentally friendly natural fiber reinforced plastic compounds (WPC) were developed for their characterization and optimization. First, bio-based high-density polyethylene (BioHDPE) was used as the polymer matrix and different natural short fibers such as hemp, flax and jute. They were fused by twin screw extrusion and molded into pieces by injection molding. Polyethylene graft maleic anhydride (PE-g-MA) was added at two parts per hundred resin to the WPC during the extrusion process to reduce the lack of compatibility between the lignocellulosic fibers and the polymeric matrix. As a result, a slight improvement in the thermal stability of the composites reinforced with the three fibers was observed in the thermal analysis, increasing the melting temperature and degradation of the composite. In addition, it also increased the water absorption of the compounds. In particular, a drastic increase in the Young's modulus and the impact resistance of the hemp fiber reinforced composites was obtained. Due to these results, a study was then carried out with the same polymeric matrix (bioHDPE) and different percentages (2,5 to 40,0% by weight) of short hemp fibers (HF) as natural reinforcement, using the same technique by melt compunding and extrusion with a twin screw extruder, followed by injection moulding. The maleinized copolymer, polyethylene graft maleic anhydride (PE-g-MA) was also used as a compatibilizing agent to improve the poor compatibility between the highly non-polar BioHDPE matrix and the highly hydrophilic lignocellulosic fibers. The 40 wt% fiber resulted in a significant increase in Young's modulus and impact strength of BioHDPE, obtaining values of 5275 MPa and 3.6 kJ/m2, respectively, compared to pure bioHDPE of 826 MPa and 826 MPa. 2.0kJ/m2. Regarding the color change of the injected samples, it was observed that the increase in fiber generated a clear change in the final shades of the pieces, reaching colors very similar to dark wood for percentages greater than 20%.Finally, new green composites were developed using 30% short hemp fiber and a partically biobased polybutylene succinate-co-adipate copolymer (BioPBSA) as polymeric matrix. In this case, to improve the interaction between the fiber and the matrix, not only was the PBSA graft copolymer grafted with maleic anhydride (PBSA-g-MA) used, but different additives were used by reactive extrusion to the composite as additives derived from the Bio-based itaconic acid, such as dibutyl itaconate (DBI) and a copolymer of PBSA grafted with itaconic acid (PBSA-g-IA). The introduction of hemp fibers resulted in an improvement in the stiffness of the base polymer, the tensile modulus of pure BioPBSA 281 MPa increased considerably, reaching values of 3482 MPa. Composites with DBI obtained an improvement in ductility and a decrease in tensile properties, in contrast to samples compatible with copolymers that improved tensile strength. / Agradecer al Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) de la Unión Europea por cofinanciar el proyecto “NABITEX—Textiles técnicos innovadores basados en fibras naturales SUDOE para ser aplicados en el Sector del Hábitat” a través del Programa SUDOE de Interreg (SOE2/P1/ P0524). / Dolçà Camáñez, C. (2022). Desarrollo y optimización de wood plastic composites con matriz biopolimérica y fibras naturales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/185679 / TESIS / Compendio