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Mutag?nese cl?ssica e melhoramento do perfil de assimila??o de nitrog?nio para a produ??o de amilase por Talaromyces trachyspermusVeron, Nahyara Wandscheer 23 September 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / As ?-amilases s?o essenciais para a hidr?lise industrial do amido e para a produ??o de etanol a partir de biomassas amil?ceas. Sua obten??o via importa??o impacta negativamente a ind?stria de biocombust?veis no Brasil, de modo que ? preciso impulsionar a produ??o de ?-amilases no mercado interno. Este trabalho teve por objetivo caracterizar e melhorar o perfil de utiliza??o de fontes de nitrog?nio por Talaromyces trachyspermus, um ascomiceto filamentoso, bem como apontar o efeito dessas fontes na produ??o de ?-amilase por processos submersos delineados por planejamento fatorial. Empregando mutag?nese com luz ultravioleta, foram induzidos e selecionados mutantes com perfil para a produ??o de ?-amilase a partir de fontes nitrogenadas mais baratas. A linhagem parental T. trachyspermus T10.5 utilizou todas as fontes de nitrog?nio avaliadas (extrato de levedura, glutamato, glutamina, ureia, sulfato de am?nio e nitrato de s?dio) mas a produ??o de ?-amilase foi inibida nos bioprocessos suplementados com fontes inorg?nicas (sulfato de am?nio e nitrato de s?dio). A an?lise do planejamento fatorial mostrou que extrato de levedura apresentou efeito estat?stico positivo (4,16 ap?s 72 h e 8,93 ap?s 96 h de cultivo) para a produ??o de ?-amilase pela linhagem parental, cuja produ??o atingiu 66,67 ? 0,18 U/mL ap?s 96h em meio suplementado com o n?vel mais elevado de extrato de levedura (3,7 g/L). Um ensaio de gel atividade e eletroforese prot?ica confirmaram a presen?a de uma enzima amilol?tica no filtrado, com peso molecular aproximado de 20 kDa. Dois mutantes foram selecionados: M12 e M15. A an?lise estat?stica apontou um efeito positivo do extrato de levedura (5,05 ap?s 48h e 104,8 ap?s 72 h de cultivo) para a produ??o de ?-amilase pelo mutante M12, que produziu 55,3 ? 0,2 U/mL ap?s 72 h. O mutante M12 produziu ?-amilase com atividade pr?xima ? do parental, mas o m?ximo de produ??o ocorreu 24 h antes. Ambos os mutantes produziram ?-amilase em meio suplementado com fontes inorg?nicas de nitrog?nio, mas a produ??o da linhagem M12 foi mais expressiva: 29,5 ? 0,2 U/mL ap?s 72 h em meio suplementado com sulfato de am?nio. Assim, foram melhorados o perfil de assimila??o de nitrog?nio e a produ??o de amilase a partir de fonte mais econ?mica, bem como foi reduzido o tempo de produ??o. Os resultados permitiram compreender o efeito das fontes de nitrog?nio e de carbono na produ??o de amilase por T. trachyspermus, gerando conhecimentos sobre fisiologia f?ngica, que ser?o posteriormente aplicados para a otimiza??o da produ??o pelas linhagens T10.5 e M12. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / The enzymes ?-amylases are fundamental for the industrial hydrolysis of starch and for ethanol production from amylaceous biomasses. Their acquisition via importation impacts negatively the biofuels industry in Brazil, so that it is necessary to propel ?-amylase production in the internal market. This work aimed to characterize and improve the nitrogen source utilization profile of Talaromyces trachyspermus, a filamentous ascomycete, and to determine the effects of nitrogen sources on ?-amylase production in submerged processes designed by factorial planning. By means of mutagenesis with ultraviolet light, mutants with profile for ?-amylase production from more economical nitrogen sources were induced and selected. The parental strain T. trachyspermus T10.5 used all the nitrogen sources evaluated (yeast extract, glutamate, glutamine, urea, ammonium sulfate and sodium nitrate) but ?-amylase production was inhibited in bioprocesses supplemented with inorganic sources (ammonium sulfate and sodium nitrate). Factorial planning analysis showed that yeast extract exerted a positive statistical effect (4.16 after 72 h and 8.93 after 96 h of cultivation) on ?-amylase production by the parental strain, whose production reached 66.67 ? 0.18 U/mL after 96 h in media supplemented with yeast extract (3.7 g/L). A gel activity assay and protein electrophoresis confirmed the presence of an amylolitic enzyme in the filtrate, with an approximate molecular weight of 20 kDa. Two mutants were selected: M12 and M15. Statistical analysis revealed a positive effect of yeast extract (5.05 after 48 h e 104.8 after 72 h of cultivation) on ?-amylase production by the mutant M12, which produced 55.3 ? 0.2 U/mL after 72 h. Mutant M12 produced a ?-amylase activity similar to that of the parental, but the maximal production was anticipated in 24 h. Both mutants produced ?-amylase in media supplemented with inorganic nitrogen sources, but the production of strain M12 was more meaningful: 29.5 ? 0.2 U/mL after 72 h in medium supplemented with ammonium sulphate. Thus, the nitrogen assimilation profile and amylase production from a more economical source were improved, as well as it was reduced the production time. Results allowed understand nitrogen and carbon sources effect on amylase production by T. trachyspermus, and yielded knowledge about fungal physiology that will be further applied for optimization of production by strains T10.5 and M12.
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Planejamentos experimentais para a otimização da resposta voltamétrica na determinação do herbicida glifosato em solo, água e vegetais / Design experiments to optimize the voltammetric response in determination of glyphosate herbicide in soil, water and vegetablesTeófilo, Reinaldo Francisco 18 July 2003 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-03T17:45:35Z
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Previous issue date: 2003-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento, através de planejamentos experimentais, de um procedimento voltamétrico de análise, simples, rápido, sensível e de baixo custo, para a determinação do herbicida glifosato, é descrito. O comportamento eletroquímico deste herbicida exibe a corrente baseada na redução do grupo N-nitroso, adicionado à sua molécula. Os parâmetros de duas diferentes técnicas voltamétricas, a voltametria com onda quadrada (S WV) e a voltametria com pulso diferencial (DP V), foram otimizados. As variáveis selecionadas para o estudo foram: incremento de voltagem (V), amplitude (V), freqüência (Hz), concentração do eletrólito de suporte (mol L -1) e a área da gota (mm2), para a S WV, além das variáveis, incremento de voltagem (V), amplitude do pulso (V), tempo de pulso (s), tempo do incremento de voltagem (s) e concentração do eletrólito de suporte (mol L -1), para a DP V. Um estudo preliminar, dos níveis dos fatores, foi executado antes da etapa de triagem, que empregou neste último, um planejamento fatorial 25 completo, tanto para a S WV quanto para a DP V. Nesta etapa, após avaliação dos efeitos, as variáveis selecionadas para o estudo da superfície de resposta, que empregou o planejamento C C D- central composite design, para a voltametria com onda quadrada foram: incremento de voltagem, amplitude e concentração do eletrólito de suporte; e para a voltametria com pulso diferencial, foram: incremento de voltagem, amplitude do pulso e tempo de pulso. As condições ótimas encontradas para se obter a melhor resposta voltamétrica foram para a S WV: 0,02502 volt, 0,125 volt, 70 Hz e 1,25 mol L -1 para os fatores, incremento de voltagem, amplitude, freqüência e concentração do eletrólito de suporte, respectivamente, e para a DP V foram: 0,026 volt, 0,175 volt, 0,0075 seg., 0,50 seg e 1,00 mol L -1 para os fatores incremento de voltagem, amplitude do pulso, tempo do pulso, tempo do incremento de voltagem e concentração do eletrólito de suporte, respectivamente. O parâmetro área da gota, foi fixado nas duas técnicas em 0,60 mm 2. Aplicando as condições otimizadas, a faixa linear foi de 0,050 a 100,0 μ g mL -1 para a S WV e de 0,010 a 100,0 μ g mL -1 para a DP V. Os limites de detecção e de quantificação foram, respectivamente, de 1,20 e 60,0 μ g L -1 para a S WV e de 22,0 e 53,8 μ g L -1 para a DP V. Finalmente, o método voltamétrico com pulso diferencial foi usado para determinar a concentração do herbicida glifosato em amostras de água, solo e vegetais, naturais e/ou fortificadas, sendo que as mesmas foram previamente purificadas em uma coluna cromatográfica com resina de troca-iônica, seguido de tratamento do eluato com carvão ativado e posterior derivatização. A BSTRACT TE ÓFILO, R einaldo Francisco, M.S ., Universidade Federal de Viçosa, J uly, 2003. / The development, by experimental design, of a voltammetric procedure of analysis, in a simple, fast, sensible and low cost way to determine the glyphosate herbicide is described. The electrochemical behavior of this herbicide exhibits the current based on the reduction of the N-nitroso group added to its molecule. The parameters of two different voltammetric techniques, the square wave voltammetry (S WV) and the differential pulse voltammetry (DP V), were optimized. The selected variables to the study were the voltage step (V), the amplitude (V), the frequency (Hz), the supporting electrolyte concentration (mol L -1) and the drop size (mm2), in the S WV case, besides the following variables, voltage step (V), pulse amplitude (V), pulse time (s), voltage step time (s) and the supporting electrolyte concentration (mol L -1), to the DP V. A preliminary study of the factor levels was performed before the screening phase, which applied to the last one a 2 5 full factorial design, to the S WV as the DP V. In this stage, after checking the effects the selected variables to the response surface study that used the C C D - C entral C omposite Design, to the square wave voltammetry were: voltage step, amplitude and support electrolyte concentration, and to the differential pulse voltammetry they were the voltage step, the pulse amplitude and the pulse time. The optimum conditions that allowed the best voltammetric response to the S WV were 0,02502 volt, 0,125 volt, 70 Hz and 1,25 mol L -1 to the factors voltage step, amplitude, frequency and support electrolyte concentration, respectively, and to the DP V were 0,026 volt, 0,175 volt, 0,075 seg. and 1,00 mol L -1 to the factors voltage step, pulse amplitude, pulse time, voltage step time and supporting electrolyte concentration, respectively the drop size parameters was fixed in both techniques in 0,60 mm2. Applying the optimized conditions, the linear range was from 0,050 to 100,0 μ g mL -1 to the S WV and from 0,010 to 100,0 μ g mL -1 to the DP V. The detection and quantification limits were, respectively, 1,20 and 60,0 μ g mL -1 to the S WV, and 22.0 and 53,8 μ g mL -1 to the DP V. Finally, the differential pulse voltammetry was used to determine the glyphosate herbicide in water, soil and vegetables samples, being these ones natural, some of them fortified, which was previously purified by a chromatographic column on ion-exchange resin, followed of an eluato treatment using activated charcoal and later derivatization.
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Desenvolvimento de estratégias para análises voltamétricas para aplicação em efluentes petroquímicosDomingos, Daniela 25 August 2014 (has links)
Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-11T19:09:02Z
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Tese_Daniela Domingos_Final.pdf: 2703140 bytes, checksum: fa3893344ab4506a1ce61aba75b69ed4 (MD5) / O efluente petroquímico possui matriz com elevada complexidade e
variabilidade, necessitando de métodos robustos e adequados à rotina da indústria.
Apesar de ser uma técnica promissora, não há na literatura nenhum trabalho que
utilize a voltametria para análise do efluente petroquímico. No presente trabalho
foi avaliada a viabilidade da aplicação de técnicas voltamétricas para
determinação de espécies químicas no efluente da indústria petroquímica.
O método voltamétrico desenvolvido utilizando digestão da amostra com
HNO3, H2O2 e irradiação UV associada à técnica de voltametria de redissolução
anódica (ASV) foi eficaz para a determinação de Zn, Cd, Pb e Cu em efluente
petroquímico. As condições para as principais variáveis voltamétricas e de
digestão foram definidas utilizando técnicas de otimização multivariada. Os
ganhos provenientes das avaliações realizadas foram a redução de 50% do volume
dos reagentes utilizados, bem como do tempo total de análise devido ao ajuste das
variáveis: tempo de depósito, velocidade de varredura e tempo de irradiação UV.
A exatidão, precisão e sensibilidade foram observadas para uma ampla faixa de
trabalho. Os limites de detecção encontrados foram 3,2, 1,5, 4,4 e 1,5 µg L-1 para
Zn, Cd, Pb e Cu, respectivamente. O método desenvolvido não apresentou
interferência dos contaminantes presentes no efluente e as concentrações
determinadas em amostras reais de efluentes petroquímicos evidenciam que os
mesmos atendem à legislação vigente.
Os métodos voltamétricos de determinação de Ag, Ni e Co prospectados
são exatos e possuem boa linearidade e sensibilidade, sendo promissores para a
aplicação na análise do efluente petroquímico. Por outro lado, o método de
determinação de surfactante (LAS) não obteve boa recuperação, porém possui boa
linearidade e sensibilidade.
Este trabalho demonstrou que a voltametria é uma técnica adequada e
promissora à rotina de análises do efluente petroquímico. / The composition of a petrochemical plant effluent is highly complex and
variable. Due to that reason, it is necessary to use robust analytical methods
appropriate to their quality control. Although voltammetry is useful for a great
variety of applications, it has not been found any article concerning these kind of
samples in the literature. In this work, the feasibility of application of
voltammetric techniques on the determination of chemical species in a
petrochemical plant effluent was evaluated.
On the determination of Zn, Cd, Pb and Cu, the effluent samples were
digested with HNO3 and H2O2 followed by the application of UV irradiation
technique associated with anodic stripping voltammetry (ASV). The conditions
for the main voltammetric and digestion variables were chosen through
multivariate optimization. The application of the optimized technique brought
50% reduction in the volume of the necessary reagents as well as the improvement
of the total analysis time due to the adjustment of the variables: accumulation
time, scanning rate and time of UV irradiation. The accuracy, precision and
sensitivity were observed for a wide working range. The detection limits found
were 3,2, 1,5, 4,4 and 1,5 µg L-1 for Zn, Cd , Pb and Cu, respectively. The
developed method showed no interferences and the analysis of real petrochemical
effluent samples demonstrated that those elements are present at concentrations
within the maximum permissible levels of the current legislation.
The proposed voltammetric methods for the determination of Ag, Ni and
Co demonstrated to be both precise and accurate, and its quantification limits are
suited to the analysis of petrochemical wastewater. However, the analyte
recovery achieved on the determination of surfactant was not acceptable, though it
has suitable linearity and sensitivity.
Therefore, the results demonstrated that the voltammetry is applicable for
the routine analysis of real samples petrochemical effluents.
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Otimização do processo de mineralização de compostos orgânicos utilizando sistemas eletro-Fenton e fotoeletro Fenton por irradiação UV artificial e solarAlmeida, Lucio César de 30 September 2011 (has links)
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Previous issue date: 2011-09-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / OPTIMIZATION OF THE MINERALIZATION PROCESS OF ORGANIC COMPOUNDS USING ELECTRO-FENTON AND PHOTO-FENTON SYSTEMS BY ARTIFICIAL AND SOLAR UV IRRADIATION Electrochemical advanced oxidation processes based on the Fenton s reaction, such as electro-Fenton (EF) and photoelectro-Fenton (PEF) using artificial and solar UV irradiation were employed in the treatment of effluents containing organic compounds (the textile dye AR 29 acid red 29, the drug paracetamol and the herbicide MCPA 2-methyl-4- chlorophenoxyacetic acid). Furthermore, kinetic studies of degradation of these compounds were performed, using factorial design in order to analyze simultaneously the influence of the parameters current, initial concentration of the catalyst Fe2+ and pH as well as the response surface methodology in order to optimize the experimental conditions. Finally, chromatographic techniques were also used for identification and quantification of the intermediates of the degradation process, among which aromatic compounds, carboxylic acids and inorganic ions. For the three investigated compounds, it was found that the main oxidant was the hydroxyl radical, OH produced by the Fenton s reaction between the catalyst Fe2+ added and the H2O2 electrogenerated by the O2 reduction at the surface of the diffusion air cathode as well as by the photolysis of hydroxylated Fe3+ species. Additionally, the use of the UV radiation, either by artificial or solar source, promoted the fast removal of Fe3+ complexes formed with carboxylic acids which were not actually removed by the OH radical. In the case of AR 29 dye, the highest efficiency was obtained for the PEF process (TOC total organic carbon removal of 95%), followed by EF process; the anodic oxidation presented the lowest performance. For paracetamol and MCPA, investigated only by the PEF process, values of TOC removal of 75 % and 74 % for the optimal conditions at 120 min electrolysis were obtained, respectively. Moreover, MCE mineralization current efficiency values of 71% for paracetamol and 72% for MCPA with EC energy consumption values of 93 kW h kg-1 TOC (7.0 kW h m-3) and 87.7 kW h kg-1 TOC (6.6 kW h m-3) were obtained, respectively. Finally, using distinct liquid chromatography techniques in order to identify and quantify the generated intermediates, plausible mechanisms for degradation of the three investigated compounds up to their complete conversion to CO2 and water were proposed. / OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE MINERALIZAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS UTILIZANDO SISTEMAS ELETRO-FENTON E FOTOELETROFENTON POR IRRADIAÇÃO UV ARTIFICIAL E SOLAR Processos eletroquímicos oxidativos avançados baseados na reação de Fenton, tais como eletro-Fenton (EF) e fotoeletro-Fenton por irradiação UV artificial (FEF) e solar (FEFS) foram empregados no tratamento de efluentes contendo compostos orgânicos (o corante têxtil AR 29 vermelho ácido 29, o fármaco paracetamol e o herbicida MCPA ácido 2-metil-4- clorofenoxiacético). Além disso, foram realizados estudos cinéticos da degradação destes compostos, empregando-se planejamentos fatoriais para analisar, simultaneamente, a influência das variáveis corrente, concentração inicial do catalisador Fe2+ e pH, bem como a metodologia de superfície de resposta para otimizar as condições experimentais. Finalmente, também foram utilizadas técnicas cromatográficas para identificação e quantificação dos intermediários do processo de degradação, dentre os quais compostos aromáticos, ácidos carboxílicos e íons inorgânicos. Para os três compostos investigados, constatou-se que o principal oxidante foi o radical hidroxila, OH produzido pela reação de Fenton entre o catalisador Fe2+ adicionado e o H2O2 eletrogerado pela redução de O2 na superfície do catodo de difusão de ar, bem como pela fotólise de espécies de Fe3+ hidroxiladas. Ademais, o emprego da radiação UV, seja por meio de fonte artificial ou solar, favoreceu a rápida remoção de complexos de Fe3+ formados com ácidos carboxílicos, os quais não eram efetivamente removidos pelo radical ●OH. No caso do corante AR 29, a maior eficiência foi obtida para o processo FEF (95% de remoção do COT carbono orgânico total), seguido pelo processo EF; o processo de oxidação anódica apresentou o menor desempenho. Para os compostos paracetamol e MCPA, investigados somente pelo processo FEFS, foram obtidos valores de remoção de COT de 75% e 74% para as condições ótimas em 120 min de eletrólise, respectivamente. Além disso, foram obtidos valores de ECM eficiência de corrente de mineralização de 71% para o paracetamol e 72% para o MCPA com valores de CE consumo energético de 93 kW h kg-1 COT (7,0 kW h m-3) e 87,7 kW h kg-1 COT (6,6 kW h m-3), respectivamente. Por fim, empregando-se distintas técnicas de cromatografia líquida para identificação e quantificação dos intermediários gerados, foram propostos mecanismos plausíveis para os processos de degradação dos três compostos investigados, até completa conversão a CO2 e água.
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Estudo do desempenho de eletrodos de dióxido de chumbo depositados sobre diferentes substratos para o tratamento eletroquímico de soluções contendo corantes têxteis / Study on the performance of lead dioxide electrodes deposited on different substrates for electrochemical treatment of solutions containing textile dyesIrikura, Kallyni 19 April 2013 (has links)
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Previous issue date: 2013-04-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / PbO2 films were grown galvanostatically on different substrates (titanium Ti, platinized titanium Ti- Pt and carbon fiber CF) and characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and linear potential sweep in H2SO4. SEM micrographs revealed the growth of PbO2 films well distributed, uniform and compact. The diffractograms presented the formation of PbO2 films of a single phase (β -PbO2). From the potential sweep (30 mV s 1), the overpotential values for the OER of Ti/β- PbO2, Ti-Pt/β -PbO2 and CF/β-PbO2 electrodes were obtained, respectively: 2.15 V; 2.20 V and 2.33 V vs. SCE. The electrochemical performance of these electrodes was investigated in electrooxidations of solutions containing the dyes acid green 28 (AG 28) and yellow direct 12 (YD 12), employing a reactor filter-press type and the experimental design methodology by varying the following experimental parameters: pH, current density (j), temperature (Θ) and NaCl concentration ([NaCl]). For AG 28 dye, the Ti-Pt/β-PbO2 and Ti/β-PbO2 electrodes presented the lowest values of charge for color removal (Q90 ~0.5 A h L 1) and the highest values of % COD removal (87 99 %) in the following experimental conditions: pH = 5, j = 50 mA cm-2, Θ= 25 ºC and [NaCl] = 1.5 g L 1, while the CF/β-PbO2 electrode presented the lowest Q90 value (0.20 A h L 1) and the highest % COD value (86%) in the following experimental conditions: pH = 9, j = 30 mA cm-2, Θ= 45 ºC and [NaCl] = 1.5 g L 1. The β-PbO2 films grown on Ti and Ti-Pt exhibited chemical stability ([Pb2+] < 0.5 mg L 1) in solutions of pH > 3, while those grown on FC showed chemical stability only at pH 9. For the YD 12, the Ti-Pt/β-PbO2 and Ti/β-PbO2 electrodes presented the lowest Q90 values (0.57 0.68 A h L 1) and the highest % COD values (96 100 %) in the following experimental conditions: pH = 5, j = 30 mA cm 2, Θ= 45 ºC and [NaCl] = 1.5 g L 1. Comparing the performance of Ti-Pt/β-PbO2 and Ti/β-PbO2 electrodes with that of commercial ones of Nb/BDD and DSA, the first presented, for the AG 28 dye, better performance than the DSA and comparable to the Nb/BDD. In the case of the AD 12 dye, the Ti-Pt/β-PbO2 and Ti/β-PbO2 electrodes showed performance comparable to the DSA and lower than the Nb/BDD. / Filmes de PbO2 foram crescidos, galvanostaticamente, sobre diferentes substratos (titânio Ti, titânio platinizado Ti-Pt e fibra de carbono FC) e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios X (DRX) e varredura linear de potencial em H2SO4. As micrografias de MEV revelaram o crescimento de filmes de PbO2 bem distribuídos, uniformes e compactos. Os difratogramas apresentaram a formação de filmes de PbO2 de uma única fase (β-PbO2). A partir das varreduras de potencial (30 mV s-1) foram obtidos os valores de sobrepotencial para a RDO dos eletrodos de Ti/β-PbO2, Ti-Pt/β-PbO2 e FC/β-PbO2: 2,15 V; 2,20 V e 2,33 V vs. ECS, respectivamente. O desempenho eletroquímico desses eletrodos foi investigado em eletro-oxidações de soluções contendo os corantes verde ácido 28 (VA 28) e amarelo direto 12 (AD 12), empregando-se um reator do tipo filtro prensa e a metodologia de planejamento experimental variando-se os seguintes parâmetros experimentais: pH, densidade de corrente (j), temperatura (Θ) e concentração de NaCl ([NaCl]). Para o corante VA 28, os eletrodos de Ti-Pt/β-PbO2 e Ti/β-PbO2 apresentaram os menores valores de carga para a remoção da cor (Q90 ~0,5 A h L 1) e os maiores valores de % de remoção da DQO (87 99 %) nas seguintes condições experimentais: pH = 5, j = 50 mA cm 2, Θ= 25 ºC e [NaCl] = 1,5 g L 1, enquanto o eletrodo de FC/β-PbO2 apresentou o menor valor de Q90 (0,20 A h L 1) e o maior valor de % DQO (86 %) nas seguintes condições experimentais: pH = 9, j = 30 mA cm 2, Θ= 45 ºC e [NaCl] = 1,5 g L 1. Os filmes de β-PbO2 crescidos sobre Ti e Ti-Pt apresentaram estabilidade química ([Pb2+] < 0,5 mg L-1) em soluções de pH > 3, enquanto aqueles crescidos sobre FC mostraram estabilidade química apenas em solução de pH 9. Para o corante AD 12, os eletrodos de Ti-Pt/β-PbO2 e Ti/β-PbO2 apresentaram os menores valores de Q90 (0,57 0,68 A h L 1) e os maiores valores de % DQO (96 100 %) nas seguintes condições experimentais: pH = 5, j = 30 mA cm 2, Θ= 45 ºC e [NaCl] = 1,5 g L 1. Comparando-se o desempenho dos eletrodos de Ti-Pt/β-PbO2 e Ti/β-PbO2 com aquele dos eletrodos comerciais de Nb/DDB e ADE, os primeiros apresentaram, para o corante VA 28, desempenho melhor que o de ADE e comparável ao de Nb/DDB. No caso do corante AD 12, os eletrodos de Ti-Pt/β-PbO2 e Ti/β-PbO2 apresentaram desempenho comparável ao de ADE e inferior ao de Nb/DDB.
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Influência dos parâmetros de síntese nas características morfológicas de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) para uso em sistemas de autorreparo / Influence of synthesis parameters in the morphological characteristics of poly(urea formaldehyde) microcapsules for use in self-healing systemsCarvalho, Ana Cláudia Medeiros de 13 December 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-12-13 / Materiais autorreparáveis apresentam a habilidade de restaurar possíveis danos produzidos
durante sua aplicação, retomando suas propriedades iniciais após o reparo. A utilização de
microcápsulas de ureia-formaldeído vem sendo estudada para promover essa funcionalidade
em polímeros e compósitos de matriz polimérica. Essas microcápsulas, preenchidas com um
líquido de reparo, devem ser fortes o suficiente para permanecerem intactas durante o
processamento do material (polímero ou matriz polimérica de um material compósito) onde
elas serão introduzidas, e devem romper facilmente liberando o líquido, quando houver dano.
A partir dos parâmetros de sínteses utilizados na produção das microcápsulas é possível
modificar suas propriedades, tais como: tamanho, espessura da parede, modificar rugosidade,
aumentar resistência das paredes entre outros fatores. Além disso, investigar a influência dos
parâmetros de síntese pode ajudar na produção de microcápsulas com características e
tamanhos uniformizado, sendo um atrativo para sua produção em larga escala. Neste trabalho,
parâmetros de síntese de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído) foram avaliados, e um
planejamento fatorial 22
com três pontos centrais foi montado com o objetivo de analisar a
influência do pH e da taxa de agitação no tamanho médio e na espessura média das paredes
das microcápsulas. Foi possível constatar que o tamanho das microcápsulas é influenciado
pela agitação e que o pH exerce influência na espessura das paredes da casca. A partir dos
resultados do planejamento experimental realizado, microcápsulas com diversos materiais de
preenchimento tais como, óleos vegetais (óleo de soja, linhaça, coco e azeite de oliva), endodiciclopentadieno
(DCPD) e 5-etilideno 2-norboneno (ENB) foram sintetizadas, apresentando
as mesmas características morfológicas e de tamanho, apesar dos diferentes materiais de
preenchimento. As microcápsulas sintetizadas foram caracterizadas por espectroscopia de
infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura
(MEV). Microcápsulas preenchidas com óleo de soja, óleo de linhaça e endo-DCPD, foram
usadas em sistemas epóxi de revestimento ativado com habilidade de autorreparo, visando
retardar a corrosão de placas metálicas, os óleos foram escolhidos em substituição ao endoDCPD
devido à sua alta toxidade e forte odor. Placas com cápsulas preenchidas com óleos
apresentaram excelentes resultados anticorrosivos, tendo como destaque o sistema contendo
cápsulas preenchidas com óleo de soja, por ser, além de não tóxica, uma alternativa
econômica aos outros materiais testados. Microcápsulas preenchidas com endo-DCPD foram
utilizadas em testes de indentação para avaliação da eficiência de autorreparo, porém este
teste não gerou trincas nos corpos de prova. Assim, o comportamento das microcápsulas
obtidas nas condições ajustadas do planejamento fatorial, foi analisado em amostras de epóxi,
por meio de testes onde as trincas foram produzidas utilizando uma lâmina, tendo sido
comprovada a ruptura das microcápsulas como consequência da propagação da trinca.
Microcápsulas com espessura de parede e tamanho adequados para sua utilização no sistema
de autorreparo proposto foram obtidas, além disso, há indícios de autorreparo em algumas
regiões da trinca, no entanto, é necessário um estudo de desaglomeração e dispersão das
microcápsulas para aumentar a eficiência de reparo, além de um acréscimo na quantidade de
catalisador à matriz de epóxi, para que o efeito de autorreparo em corpos de prova de
polímeros ou materiais compósitos poliméricos seja melhor observado. / Self-healing materials are a class of smart materials with an inherent ability to repair damage,
thus recovering their functionality. Urea-formaldehyde microcapsules have been studied to
provide self-healing functionality to polymers and polymeric matrix composites. These
microcapsules, within a healing agent, must be strong enough to remain intact during
processing of the host polymer, and yet break, and release healing agent, when the polymer is
damaged. From synthesis parameters used in microcapsules production is possible to modify
their proprieties, such as: size, wall thickness, rugosity, increase wall resistance among other
factors. In addition, to investigate influence of synthesis parameters can aid the production of
microcapsules with uniform morphological characteristics and size, which is highly attractive
to large scale production. In this work, synthesis parameters of poly(urea-formaldehyde)
microcapsules were evaluated and an experimental design 2
2 with three central points was
assembled with the objective of analyze the influence of agitation rate and pH in the size of
microcapsules and thickness of capsules shell. The influence of agitation rate on
microcapsules size and pH on shell thickness could be proven. From the experimental design
results, microcapsules with different core materials such as, vegetable oil (soybean, olive,
linseed and coconut), endo-dicyclopentadie and 5-etilidene 2-norbonene (ENB) were
synthesized presenting same morphological characteristics and size. Capsules were
characterized by Fourier infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy
(SEM). Microcapsules filled with soybean, linseed oil and endo-DCPD were used in epoxy
system with self-healing ability aiming delay corrosion in metallic substrate. The oils were
chosen to replace endo-DCPD due to its high toxicity and strong smell. Samples with
capsules filled with soybean and linseed oils presented excellent anticorrosive results, with
emphasis on the system containing capsules filled with soybean oil, which is no toxic and an
economical alternative to the other tested materials. Microcapsules filled with endo-DCPD
were used in indentation tests to verify the self-healing effect, however, it was not possible to
attest it, since the indentation did not generate a crack in the samples. Therewith, the behavior
of the microcapsules obtained under the adjusted conditions of the experimental design was
analyzed in epoxy samples by means of tests where cracks were produced using a blade,
capsule rupture was verified as consequence of crack propagation. Capsules which presented
adequate diameter and shell thicknesses for their use in the proposed self-healing system,
were produced, and there are indications of self-healing in some parts of the crack. However,
a study of deagglomeration and dispersion of the microcapsules in the epoxy matrix to
increase healing efficiency is necessary, in addition to an increase in the amount of catalyst
presented, in order to better observe the self-healing effect on polymeric or polymeric
composites samples.
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Análise por planejamento fatorial da corrosão por pites de aços inoxidáveis duplex em altas concentrações de íons cloreto / Factorial design analysis of pitting corrosion in duplex stainless steel under high chloride concentrationsBarce, Mariana Sanches 01 June 2012 (has links)
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Previous issue date: 2012-06-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / The duplex stainless steels UNS S32101 and UNS S31803, hot rolled, were chosen for the study of localized corrosion pitting for presenting interesting properties of mechanical strength and corrosion resistance for the petrochemical industry. The anodic potentiodynamic polarization test was conducted in aqueous solution with concentrations of chloride ions ranging from 30x103 to 250x103 ppm Cl- (LiCl), under 25°C and 40 ° C in an environment saturated with CO2 and aerated. The pitting potential and corrosion potential were statistically analyzed using factorial design 23. The observation of the microstructure and the pits formed were recorded with scanning electron microscopy (SEM). The results show that the decrease in corrosion potential was significantly influenced by the same factors in both steels: saturation with CO2 and the concentration of chloride anions, while the pitting potential was significantly influenced by different factors, depending on the steel used and the environmental conditions. Thus, the decrease in pitting potential of steel UNS S32101 was significantly influenced by temperature, concentration of chloride anions, interaction between these two parameters and saturation with CO2. On the other hand the decrease in pitting potential of the UNS S31803 steel was significantly influenced by chloride concentration, temperature and the interaction of each of these parameters with the saturation of the medium with CO2. Data analysis by statistical method of factorial design showed that not all studied factors affect localized corrosion significantly and that the effect of these factors is not cumulative. / Os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e UNS S31803, na condição laminada, foram escolhidos para o estudo da corrosão localizada por pites por apresentarem propriedades interessantes de resistência mecânica e de resistência a corrosão para a indústria petroquímica. Os ensaios de polarização anódica potenciodinâmica foram conduzidos em solução aquosa com concentrações de íons cloreto variando de 30x103 a 250x103 ppm de Cl- (LiCl), em temperaturas de 25°C e 40°C, em ambiente aerado e saturado com CO2. Os principais parâmetros observados foram o potencial de pite e do potencial de corrosão que foram analisados estatisticamente pelo método de planejamento fatorial 23. A observação da microestrutura e dos pites formados foi registradas com o auxilio da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que a queda no potencial de corrosão foi influenciada significativamente pelos mesmos fatores em ambos os aços, são eles, a saturação do meio com CO2 e o aumento da concentração de ânions cloreto. Enquanto o potencial de pite foi influenciado significativamente por diferentes fatores, dependendo do aço utilizado e das condições do meio. Assim, a queda no potencial de pite do aço UNS S32101 teve influência significativa da temperatura, da concentração de ânions cloreto, da interação entre esses dois parâmetros e da saturação com CO2. Enquanto a queda no potencial de pite do aço UNS S31803 teve influência significativa da concentração de cloreto, da temperatura e da interação de cada um desses parâmetros com a saturação do meio com CO2. A análise dos dados pelo método estatístico de planejamento fatorial permitiu concluir que nem todos os parâmetros estudados afetam significativamente a corrosão localizada e que o efeito desses parâmetros não é acumulativo.
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Abordagem estatística e computacional na otimização de meios de cultura para produção de antibióticos: o caso da cefalosporina C.Ferreira, Amauri Alves 10 October 2003 (has links)
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Previous issue date: 2003-10-10 / The scope of the current work was to investigate the effect of glucose, amonium acetate, DL-methionine, phosphorus, oleic acid and salt solution on the maximum specific growth rate (µmax), as well as the effect of sucrose and DL-methionine on the specific cefalosporin C production rate (µp), by Cephalosporium acremonium ATCC 48272, using factorial design and response surface techniques. The initial medium of fermentation was used according to factorial design and the experiments were carried out in shaker flasks at controlled temperature at 28 °C, initial pH of 7,0+0,1 and agitation speed 250 rpm. For both specific rate the variables involved were correlated by a fitted second order model. The canonic and surface response analysis showed a maximum specific growth rate of 0.22 h-1 obtained when glucose and amonium acetate concentration, were 4.2 , 2.5 g/L, respectively, and specific cefalosporin C production rate of 1.12 mgCPC/gcel.h when sucrose and DL-methionine concentration, were 10.5, 2.5 g/L, respectively, for a celular concentration of 14.0 g/L. The experimental design showed to be very efficcient in evaluating the bioprocess, as long as high values of µmax e µp were obtained in comparison
with literature data. The feedforward neural network (FNN) was employed for modelling and
simulation the effect of glucose, amonium acetate, DL-methionine, phosphorus, oleic acid
and salt solution on the maximum specific growth rate. The network topologies were used with 6 neurons in the input layer, 22 hidden layer and 1 output layer. The data base for training the FNN was obtained from results of the factorial designs processed with a backpropagation learning algorithm. The surfaces response obtained by simulations for all range of glucose and amonium acetate concentrations showed inhibitory effect for the two substrates on the maximum specific growth rate. The results of the simulation are in good agreement with the experimental and statistical model results. / Neste trabalho verificou-se o efeito das variáveis concentração de glicose, acetato de amônio, DL-metionina, fósforo, ácido oléico e solução de sais na velocidade específica máxima de crescimento (µmax), assim como sacarose e DL-metionina na velocidade específica de produção do antibiótico cefalosporina C (µp), pelo fungo Cephalosporium
acremonium ATCC 48272, usando como ferramenta estatística a técnica de planejamento experimental e a análise por superfície de resposta. Na otimização destas variáveis, os ensaios foram conduzidos de acordo com os planejamentos fatoriais, fracionário, completo e composto central, em fermentações em incubador rotatório, variando as concentrações iniciais dos nutrientes do meio, a 28 oC, pH 7,0+0,1, com agitação de 250 rpm. Para
ambos os casos, um modelo ajustado de 2a ordem foi o que melhor correlacionou as variáveis. Os resultados da otimização mostraram que uma velocidade máxima de crescimento de 0,22 h-1 pode ser atingida para uma concentração de glicose e acetato de amônio em torno de 4,20 e 2,5 g/L, respectivamente, e uma velocidade específica de produção de cefalosporina C de 1,12 mgCPC/gcel.h para uma concentração de sacarose de 10,5 g/L e DL-metionina 2,5 g/L com uma massa celular média, para produção, de 14,0 g/L. O planejamento estatístico mostrou-se uma ferramenta bastante eficiente para avaliação do bioprocesso, pois com a realização dos ensaios propostos, foi possível obter valores de µmax e µp superiores aos encontrados na literatura.
Desenvolveu-se um modelo baseado na técnica de redes neurais para a simulação de todo o domínio das concentrações de glicose, acetato de amônio, DL-metionina, fósforo, ácido oléico e solução de sais na velocidade específica máxima de crescimento. A rede que melhor representou os valores experimentais foi uma do tipo "feedforward", com três camadas e 22 neurônios na camada oculta, treinada com o algoritmo de retropropagação, por um conjunto de resultados obtidos através de ensaios do planejamento estatístico. As superfícies obtidas pela simulação em amplo domínio de concentrações de glicose e acetato de amônio, mostraram que o crescimento do microrganismo segue um modelo cinético de inibição por este dois nutrientes, prevendo
altos valores de µmax para concentrações de glicose e acetato de amônio, comparáveis com
os obtidos pelo modelo estatístico.
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Aplicação de processos oxidativos avançados na degradação de propranolol e avaliação de sua toxicidadeFernandes, Abraão Augusto 28 August 2015 (has links)
Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-05T14:14:50Z
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Previous issue date: 2015-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The presence of drug residues has been found in aquatic
environments, such as; lakes and rivers and in most cases this type
contaminant is found in sewers. This type of pharmaceutical waste may
contain an antihypertensive drug class, and one of its main
representatives is propranolol (PRO). As a result, this study aimed to
apply the advanced oxidation processes (AOPs) as an alternative to
removal of this drug in synthetic effluent (SE) and real (RE). This study
employed in a photochemical reactor, homogeneous systems of type
photolysis, UV/H2O2, Fenton, photo-Fenton, like that TiO2 and ZnO as
methods based on heterogeneous catalysis. The parameters for
optimization of these methods were evaluated with the assistance of full
factorial design. The evaluation of the optimal methods was performed
based on the values of the rate of degradation, chemical oxygen demand
(COD) and the germination index (GI). The results of better rate
degradation (98,3 and 88.6%), reduction of COD (47 and 29.4%) and
germination rate (62,2 and 47.2%), were achieved employing a UVC lamp
60W in the method photo-Fenton with a H2O2 concentration of 6 mmol L-1
and a Fe2+ concentration of 0.2 mmol L-1 for the synthetic and real
effluent. / ambientes aquáticos, tais como; lagos e rios, e na maioria dos casos esse
tipo de contaminante é encontrado em esgotos. Este tipo de efluentes das
indústrias farmacêuticas pode conter uma classe de fármaco
antihipertensivos, e um de seus principais representantes é o propranolol
(PRO). Em vista disso, o presente trabalho visou aplicar processos
oxidativos avançados (POAs) como alternativa na remoção desse fármaco
em efluente sintético (ES) e real (ER). Nesse estudo foram empregados,
em um reator fotoquímico, sistemas homogêneos do tipo fotólise,
UV/H2O2, Fenton, foto-Fenton, bem como TiO2 e ZnO, como
semicondutores para a catálise heterogênea. Os parâmetros para
otimização desses métodos foram avaliados com o auxílio de
planejamentos fatoriais completos. A avaliação dos métodos otimizados foi
realizada com base nos valores da taxa de degradação, DQO e índice de
germinação. Os melhores resultados de taxa de degradação (98,3 e
88,6%), redução de DQO (47 e 29,4%) e índice de germinação (62,2 e
47,0%) foram alcançados com o método foto-Fenton empregando
lâmpada UVC com 60W de potência, concentração de H2O2 4 mmolL-1 e
concentração de Fe2+ 0,12 mmolL-1, para o efluente sintético e real.
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Análise do comportamento estrutural de vigas de concreto armado submetidas às altas temperaturas utilizando a metodologia do planejamento fatorial.Souza, Leovegildo Douglas Pereira de 28 March 2016 (has links)
Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2017-03-23T21:13:15Z
No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fire situations in reinforced concrete structures’ building are common because the
widespread use of structural material. However, the analysis and measurement of
the damage caused by these claims still need more details and the relationship
between the variables that influence the structural capacity should be examined
together. Therefore, this work presents the analysis of the structural behavior of
reinforced concrete beams subjected to high temperatures with parameters of
coatings and water-cement ratio analyzed together with the temperature levels
through the statistical experimental design 2³ in central composite rotational design
(CCRD). The factorial design was used from the selection of variables, the definition
of the levels and the post-processing data. Thus defined the materials and their
proportions, were made 48 beams reduced with different coatings and water-cement
factors. After the curing process and drying, the beams were subjected to different
levels of temperature and analyzed the variation in the capacity of the beams
subjected to simple bending through its curve of load x deflection. An analogous
procedure was performed for 29 specimens were tested to simple compression. With
samples of the specimens and the beams also were conducted thermogravimetry
tests, scanning electron microscopy and diffraction of x-rays intended to detect the
effect on the cement hydration products and relate them with the loss of resistant
capacity. At the end, comparing statistical and microstructural results, it was found
the predominant influence of the variable factors water / cement and that there is
intersection between w/a ratio and temperature at which concrete gains strength and
has its accelerated hydration process in the formation of portlandite and tobermorite
detected. The findings open the way for discussion of the protection of structures
under fire situation by controlling water-cement ratio.Fire situations in reinforced concrete structures’ building are common because the
widespread use of structural material. However, the analysis and measurement of
the damage caused by these claims still need more details and the relationship
between the variables that influence the structural capacity should be examined
together. Therefore, this work presents the analysis of the structural behavior of
reinforced concrete beams subjected to high temperatures with parameters of
coatings and water-cement ratio analyzed together with the temperature levels
through the statistical experimental design 2³ in central composite rotational design
(CCRD). The factorial design was used from the selection of variables, the definition
of the levels and the post-processing data. Thus defined the materials and their
proportions, were made 48 beams reduced with different coatings and water-cement
factors. After the curing process and drying, the beams were subjected to different
levels of temperature and analyzed the variation in the capacity of the beams
subjected to simple bending through its curve of load x deflection. An analogous
procedure was performed for 29 specimens were tested to simple compression. With
samples of the specimens and the beams also were conducted thermogravimetry
tests, scanning electron microscopy and diffraction of x-rays intended to detect the
effect on the cement hydration products and relate them with the loss of resistant
capacity. At the end, comparing statistical and microstructural results, it was found
the predominant influence of the variable factors water / cement and that there is
intersection between w/a ratio and temperature at which concrete gains strength and
has its accelerated hydration process in the formation of portlandite and tobermorite
detected. The findings open the way for discussion of the protection of structures
under fire situation by controlling water-cement ratio. / Situações de incêndio em edificações com estruturas de concreto armado são
comuns, dado o vasto uso estrutural do material. Entretanto, a análise e mensuração
dos danos causados por esses sinistros ainda carecem de pormenorização e a
relação entre as variáveis que influenciam na capacidade resistente das peças
estruturais devem ser analisadas conjuntamente. Assim sendo, este trabalho
apresenta a análise do comportamento estrutural de vigas de concreto armado
submetidas às altas temperaturas com parâmetros de cobrimento e fator águacimento
analisados conjuntamente com os níveis de temperatura através do
planejamento experimental estatístico 2³ em delineamento composto central
rotacional (DCCR). O planejamento fatorial foi utilizado desde a seleção das
variáveis estudadas, a definição dos níveis e o pós-processamento dos dados.
Assim, definidos os materiais e suas proporções (dosagem), foram confeccionadas
48 vigas reduzidas com diferentes cobrimentos e fatores água-cimento. Após o
processo de cura e secagem, as vigas foram submetidas a distintos níveis de
temperatura e analisou-se a variação na capacidade resistente das peças
submetidas à flexão simples através da sua curva de carga x deflexão.
Procedimento análogo foi efetuado para 29 corpos-de-prova que foram ensaiados à
compressão simples. Com amostras dos corpos-de-prova e das vigas, foram
realizados ainda ensaios de termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e
difração de raios-x objetivando detectar o efeito causado nos produtos de hidratação
do cimento e relacioná-los com a perda da capacidade resistente das peças. Ao
cabo, comparando resultados estatísticos e microestruturais, verificou-se a influência
preponderante da variável fator água / cimento. Foi detectada uma faixa de
interseção entre a/c e temperatura para a qual o concreto ganha resistência e tem
seu processo de hidratação acelerado na formação da portlandita e tobermorita. As
conclusões abrem caminho para discussão a respeito da proteção de estruturas sob
situação de incêndio mediante o controle do fator água / cimento.
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