Orientador :Carol Hollingworth Collins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-15T09:07:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valente_AntonioLuizPires_M.pdf: 5016165 bytes, checksum: 5d18533805db38c1b04503721043d127 (MD5) Previous issue date: 1980 / Mestrado

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-12-29T03:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336654.pdf: 3365553 bytes, checksum: a439cf9af9e9e4013c5fb2d0cd2efeb8 (MD5) Previous issue date: 2015 / O Cobre é um material bem conhecido e amplamente utilizado em componentes com a função de trocador ou extrator de calor. Entretanto, o cobre possui resistência mecânica e limite de temperatura de operação considerados baixos. Desta forma há uma oportunidade de desenvolvimento de materiais que aliem a capacidade de extração de calor do cobre com uma maior resistência mecânica. Neste trabalho, foi estudada a sinterabilidade e analisadas as propriedades térmicas e microestruturais de um material composto por ferro e cobre produzidos pelas técnicas da metalurgia do pó. A rota de fabricação foi a mistura de pós, simples compactação e sinterização na presença e na ausência de fase líquida, dependendo da temperatura de sinterização selecionada. A quantidade de cobre nas amostras variou de 20 a 80% em volume. O principal objetivo do desenvolvimento do trabalho foi o desenvolvimento de um material ferroso sinterizado condutor térmico. Com este material visou-se alcançar uma condutividade térmica maior que em ferro puro produzido pela mesma rota. Para atingir tal objetivo, era desejado obter-se microestruturas onde o cobre formasse uma fase contínua pela qual, pressupõe-se, que o calor pudesse fluir de forma facilitada. Para obter a microestrutura desejada estudaram-se as reações e a sinterabilidade de misturas de pós de Fe-Cu durante a fase de aquecimento e sinterização isotérmica através de análises térmicas diferenciais (DTA+TG) e a sinterização de amostras em um dilatômetro. As amostras produzidas foram caracterizadas via microscopia óptica e eletrônica, análise química por EDS, medidas de microdureza e medida de difusividade térmica utilizando a técnica Laserflash para posterior cálculo da condutividade térmica. As amostras com percentuais de cobre igual ou superior a 40% apresentaram fase contínua de cobre em sua microestrutura. A condutividade térmica dos materiais contendo cobre foi maior que do ferro puro produzido sob as mesmas condições e a amostra contendo 40% de Cobre apresentou resultados promissores com valores de condutividade similares a amostra contendo 80% de Cobre. Os resultados indicam que não apenas o teor de Cobre, mas também o tipo de sinterização realizada e, portanto,a microestrutura final, especialmente a relação entre as fases do material e a porosidade, possuem um efeito determinante sob a condutividade térmica dos mesmos.<br> / Abstract : Copper is a well known material and largely used in components as heat exchangers or heat sinks. However, the mechanical strength and operation temperature of copper are considerably low. Therefore, there is an opportunity to develop materials that combine the copper ability of heat exchange with higher mechanical resistance. During this work, it was studied the sintering behavior, microstructures and thermal properties of Fe-Cu materials produced by powder metallurgy. The production route was powder mixing, single pressing and both liquidphase sintering and solid state sintering depending on the sintering temperature. The copper amount varied from 20% to 80% in volume. The main objective of this study was to acquire the first knowledge about these composites, and verify the possibility of producing them by powder metallurgy. It was desired to obtain Fe-Cu composites that achieve higher thermal conductivity than pure iron produced by the same route. To achieve this goal it is desired microstructures where copper is a continuous phase and its believed that the heat can easily flow through this phase. In order to produce this microstructure, the reactions and sintering capacity of the composites were studied through thermal analysis (DTA+TGA) and online dimensional variation on dilatometer during sintering cycle. The produced samples were characterized via optical and electronic microscopy, EDS chemical analysis, micro hardness measurements and thermal diffusivity analysis using the Laserflash technique for then calculate the thermal conductivity. It was observed the formation of a copper continuous phase on the samples with 40% or more of copper. The thermal conductivity of all the samples were higher than the pure iron produced by the same route and the sample containing 40% of copper presented as good thermal conductivities values as the sample containing 80% of copper. The results indicate that not only the copper amount, but the type of sintering performed and thus the final microstructure, especially the relation between the phases and porosity, have an determinant effect over the thermal conductivity.

Vidros boratos contendo óxidos modificadores vêm sendo estudados por apresentarem um número atômico efetivo próximo ao do tecido humano, o que os tornam materiais interessantes para o desenvolvimento de dosímetros termoluminescentes. O objetivo deste trabalho foi estudar as propriedades térmicas e estruturais do sistema xCaB4O7-(100-x)CaB2O4, com x variando de 0 a 100 % em massa. As amostras sem dopantes foram previamente estudadas a fim de determinar uma composição que apresentasse a melhor resposta termoluminescente (TL) para a inclusão do íon Dy como dopante e Li como co-dopante, aumentando a eficiência TL da mesma. Pelo método de fusão e moldagem, foram obtidos amostras vítreas e vitrocerâmicas. A fase cristalina presente nas amostras vitrocerâmicas foi determinada por difratometria de raios X e identificada como fase única CaB2O4. A composição vitrocerâmica 20CaB4 (% em massa) apresentou a melhor resposta TL, sendo dopada com Dy e co-dopada com Li para o estudo das propriedades dosimétricas. Este estudo mostrou uma resposta linear num intervalo de 5 a 70 minutos de exposição à radiação ultravioleta e uma boa reprodutibilidade do sinal TL provando ser um material promissor para a utilização em dosimetria pessoal e clínica. / Borate glasses containing modified oxides have been studied on account of their effective atomic number close to that of the human tissue, what makes them interesting materials for the development of the thermoluminescent dosimeters. The purpose of this work was to study the thermal and structure properties of the xCaB4O7-(100-x)CaB2O4 system with x ranging from 0 to 100 wt%. The undoped samples were previously studied in order to determine a composition that would present a better thermoluminescent response for the incluision of the Dy íon as dopant and Li as co-dopant, thus increasing its TL efficiency. By the melting/molding method, the glass-ceramic samples was determined by the X-ray difractometry and identified as a unique CaB2O4 phase. The glass-ceramic 20 CaB2O4 (wt%) composition presented the best TL response being doped with Dy and co-doped with Li for the study of the dosimetric properties. This study has shown a linear response within an interval of 5 to 70 minutes of exposure to the UV radiation and good reproducibility of the TL signal, thus proving to be a promising material for using in the personal and clinical dosimetry.

O polietileno de ultra alta massa molar, PEUAPM, é considerado um polímero de engenharia, pelo seu excelente desempenho mecânico, ressaltando a sua alta tenacidade, somado a sua baixa densidade, que torna um material versátil cujo interesse na indústria está crescendo. Devido a algumas dessas propriedades o PEUAPM é usado para substituição de materiais clássicos, como metais, especialmente se reforçados com fibra. Por outro lado, dentre os resíduos gerados pela produção de arroz, destaca-se a casca de arroz (CA), visto que representa aproximadamente 20% do peso do grão. Este resíduo necessita de uma destinação e tratamento correto, pois dependendo da forma de descarte pode gerar danos ao meio ambiente, especialmente pela sua baixa densidade e quando disposta na natureza, a CA é levada através do vento, causando uma poluição visual não só no local de descarte, mas também na região. A fim de conseguir gerar um material semelhante ao material virgem, mas com produtos reciclados, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar as propriedades térmicas, mecânicas, estabilidade a intemperismo acelerado e óticas dos compósitos PEUAPM/CA com proporções mássicas de 80/20, 70/30 e 60/40. Para ensaios de propriedades mecânicas foram utilizados cargas de CA moída e inteira. As amostras foram caracterizadas por Termogravimetria (TGA), Calorimetria Diferencial de Varrido (DSC) e Microscopia Eletrônica de varredura (MEV), além de ensaios mecânicos como Impacto Charpy, Abrasão, Dureza, Flexão, Encolhimento, entre outros. Resultados mostraram que o PEUAPM apresenta uma maior estabilidade térmica, e que na forma de compósito aumenta ainda mais esta estabilidade, e que o compósito ainda aumenta esta estabilidade e para alguns ensaios mecânicos obtivemos uma melhora dos resultados. Os compósitos com casca de arroz moída (CAM) apresentaram melhor desempenho mecânico quando comparado aos compósitos de casaca de arroz inteira (CAI). / The ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE, is considered an engineering polymer, for its excellent mechanical performance, emphasizing their high tenacity, coupled with its low density, which makes it a versatile material whose interest in the industry is growing. Because some of these properties the UHMWPE is used to replace traditional materials such as metals, especially if reinforced with fiber. On the other hand, among the waste generated by the production of rice, the shell stands out (CA), since it represents approximately 20% of the grain weight. This residue needs a destination and correct treatment, because depending on the way of disposal may create environmental damage, especially due to its low density and when arranged in nature, CA is carried by the wind, causing visual pollution not only at the site disposal, but also in the region. In order to be able to generate a material similar to virgin material, but with recycled products, the objective of this study was to develop and evaluate the thermal, mechanical, and optical stability to accelerated weathering of the composite UHMWPE / CA with mass ratios of 80/20, 70/30 and 60/40. For tests of mechanical properties were crushed and whole CA loads used. The samples were characterized by thermogravimetry (TGA), differential calorimetry Swept (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM), and mechanical tests as Charpy Impact, Abrasion, Hardness, Bending, shrinkage, among others. Results showed that the UHMWPE has a higher thermal stability and that the composite further enhances this stability and some mechanical tests we obtained an improvement of the results. The composites with ground rice husk (CAM) with better mechanical performance compared to composite whole rice coat (CAI).

Orientador: Edson Correa da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-26T16:23:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JosedeRibamar_D.pdf: 1385748 bytes, checksum: d1af3090112d10ed45cfb61f9fecb704 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O estudo das propriedades térmicas de materiais é uma das áreas que nos últimos anos têm sido objeto de muitas pesquisas, tanto pela indústria, principalmente a e alimentos, como por instituições acadêmicas. Várias são as técnicas que podem ser aplicadas em tais estudos, sendo que mais recentemente as técnicas fototérmicas têm sido muito usadas nessa linha de pesquisa. Nesse trabalho de tese foi usada uma das técnicas fototérmicas conhecida como fotopirelétrica. Devido à forma simples de aplicabilidade dessa técnica, e os bons resultados obtidos com a mesma em materiais líquidos e pastosos, ela vem sendo aperfeiçoada constantemente nos últimos anos. Nessa tese propomos uma metodologia nova para a determinação de parâmetros térmicos usando a técnica fotopirelétrica. A nova proposta têm como base o uso de dois sensores pirelétricos para a determinação simultânea dos parâmetros difusividade e efusividade térmicas. Esses parâmetros são relevantes quando a caracterização térmica dos materiais é desejada.A metodologia foi aplicada a diversos sistemas, como margarinas e óleos, tanto pela configuração convencional, de um sensor, como pela proposta que desenvolvemos. Esses estudos foram realizados, como função da temperatura e o tempo de aquecimento e permitiram,além da obtenção dos parâmetros térmicos dos materiais, a detecção de transição de fase. O sistema construído permite, também,a obtenção de espectros ópticos dos materiais líquidos e pastosos / Abstract: The materials thermal properties investigation is an area which has been largely applied to many research projects both in academic and industrial sectors,in the last case mainly in the food companies.Among several techniques the photothermal ones have been widely employed to this research branch,in the recent years.In this thesis it was used one photothermal configuration based on the thermal wave detection by a pyroeletric sensor,namely,photopyroeletric technique-PPE.Due to its simplicity, reliability and sensitivity when applied to liquid and pasty materials it is being rapidly developed. This work is proposing a new photopyroeletric methodology to determine simultaneously the thermal parameters diffusivity and effusivity,based in the use of two sensors.The two cited parameters allow the determination of the sample thermal conductivity and speci .c heat,a more dealt thermal parameter, provided we know about density. The methodology was applied successfully to margarine and some oils using both the conventional one-sensor photopyroeletric configuration and our two-sensors proposal. Experiments were carried out as a function of temperature and heating time what allowed the determination of the thermal parameters and phase transition detection as well.The apparatus permits also the achievement of the optical spectra,absorption and/or transmission,for liquids and pasty materials. One presents results for pasty samples in the visible and in the near infra-red spectral regions / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

A temperatura do solo influencia a maioria dos processos físicos, químicos e biológicos que ocorrem no solo. O modelo analítico exponencial-senoidal em uma dimensão descreve razoavelmente bem a temperatura no solo, T (oC), como função do tempo, t (s), e da profundidade, z (m), 0 &#8804; z < &#8734;. A temperatura da superfície pode ser representada pela soma de duas senóides, uma relacionada com variações de temperatura anuais, outra com variações diárias, cada uma tendo uma amplitude constante. Uma correção para a variação temporal de amplitude diária é aqui introduzida. A equação do calor é resolvida analiticamente, com pouco aumento em complexidade em relação à solução tradicional. Predições de temperatura obtidas pela nova solução analítica foram comparadas com predições obtidas da solução usual, que trata a amplitude diária como constante. Para comparar as predições, foram necessários valores experimentais de certos parâmetros que aparecem nestas equações; foi suficiente usar valores típicos, obtidos na literatura. Predições são comparadas utilizando quatro conceitos: (i) profundidade de amortecimento, D; (ii) profundidade de penetração, zM; (iii) erro quadrático médio (EQM); e (iv) erro quadrático médio na forma de uma integral (EQMI). O conceito de zM foi aqui introduzido, acompanhado por uma equação simples que permite calcular qual é a profundidade zm tal que, se temperatura T(zM,t) for aproximada como Ta (valor médio da temperatura ao longo do ano, em zM), o erro em tal aproximação será igual ou menor um certo valor previamente definido, por exemplo, de 0,1 oC. O conceito de EQMI, também introduzido nesta tese, substitui o somatório que aparece no EQM por uma integral definida, e serve para comparar dois modelos analíticos, o que era o caso desta tese. Valores de D e zM mostram que a correção é desprezível para z > 0,6 m. Valores de EQM mostram que a correção é considerável para z = 0,1 m. Nesta profundidade, o valor máximo foi EQM = 0.30 oC para dias inteiros, e EQM = 0.29 oC para meses inteiros. Valores de EQMI foram praticamente iguais aos valores de EQM. Para qualquer profundidade a correção introduzida, ainda que considerável, é pequena. Entretanto, a única informação adicional requerida para aplicar a equação nova é a informação de variação temporal da amplitude diária. Desta forma, pode-se sugerir que a nova equação seja preferida, quando esta informação esteja facilmente disponível a partir de dados experimentais. / Soil temperature influences many physical, chemical and biological processes that occur in soil. The exponential-sinusoidal one-dimensional analytical model reasonably describes soil temperature, T (oC), as a function of time, t (s), and depth, z (m), 0 &#8804; z < &#8734;. Surface temperature may be represented by the sum of two sinusoids, one related to annual and the other to daily temperature variations, each one having constant amplitude. A correction for the temporal variation of daily amplitude is introduced here. The heat equation is solved analytically, with minimal increase in complexity compared to the traditional solution. Temperature predictions obtained from the novel analytical solution are compared with predictions from the usual solution that treats the daily amplitude as a constant. Comparisons demanded experimental parameters, which were obtained from scientific literature. Predictions are compared using four concepts: (i) damping depth, D; (ii) penetration depth, zM; (iii) root mean squared error (RMSE); and (iv) root mean squared error defined by a definite integral (RMSEI). The concept of zM was introduced here, through a simple equation, which allows calculation of the depth zm, at which T(zM,t) can be approximated to Ta (average annual value of soil temperature at zM). The concept of RMSEI was also introduced here, and replaces a sum by a definite integral. The RMSEI can be used to compare analytical models, as it was the case here. Values of D and zM show that the correction is negligible for z > 0,6 m. Values of RMSE show that the correction is considerable for z = 0,1 m. For individual days, at a depth z = 0,1 m, the maximum value was RMSE = 0.30 oC; for whole months, the maximum value was RMSE = 0.29 oC. RMSEI values were practically the same as RMSE values. The correction introduced here was small at all depths. However, the only additional information required to apply the novel equation is information on temporal variation of daily amplitude, so this equation should be preferred when such data are readily available.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Térmica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Clito Afonso

O polietileno de ultra alta massa molar, PEUAPM, é considerado um polímero de engenharia, pelo seu excelente desempenho mecânico, ressaltando a sua alta tenacidade, somado a sua baixa densidade, que torna um material versátil cujo interesse na indústria está crescendo. Devido a algumas dessas propriedades o PEUAPM é usado para substituição de materiais clássicos, como metais, especialmente se reforçados com fibra. Por outro lado, dentre os resíduos gerados pela produção de arroz, destaca-se a casca de arroz (CA), visto que representa aproximadamente 20% do peso do grão. Este resíduo necessita de uma destinação e tratamento correto, pois dependendo da forma de descarte pode gerar danos ao meio ambiente, especialmente pela sua baixa densidade e quando disposta na natureza, a CA é levada através do vento, causando uma poluição visual não só no local de descarte, mas também na região. A fim de conseguir gerar um material semelhante ao material virgem, mas com produtos reciclados, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar as propriedades térmicas, mecânicas, estabilidade a intemperismo acelerado e óticas dos compósitos PEUAPM/CA com proporções mássicas de 80/20, 70/30 e 60/40. Para ensaios de propriedades mecânicas foram utilizados cargas de CA moída e inteira. As amostras foram caracterizadas por Termogravimetria (TGA), Calorimetria Diferencial de Varrido (DSC) e Microscopia Eletrônica de varredura (MEV), além de ensaios mecânicos como Impacto Charpy, Abrasão, Dureza, Flexão, Encolhimento, entre outros. Resultados mostraram que o PEUAPM apresenta uma maior estabilidade térmica, e que na forma de compósito aumenta ainda mais esta estabilidade, e que o compósito ainda aumenta esta estabilidade e para alguns ensaios mecânicos obtivemos uma melhora dos resultados. Os compósitos com casca de arroz moída (CAM) apresentaram melhor desempenho mecânico quando comparado aos compósitos de casaca de arroz inteira (CAI). / The ultra high molecular weight polyethylene, UHMWPE, is considered an engineering polymer, for its excellent mechanical performance, emphasizing their high tenacity, coupled with its low density, which makes it a versatile material whose interest in the industry is growing. Because some of these properties the UHMWPE is used to replace traditional materials such as metals, especially if reinforced with fiber. On the other hand, among the waste generated by the production of rice, the shell stands out (CA), since it represents approximately 20% of the grain weight. This residue needs a destination and correct treatment, because depending on the way of disposal may create environmental damage, especially due to its low density and when arranged in nature, CA is carried by the wind, causing visual pollution not only at the site disposal, but also in the region. In order to be able to generate a material similar to virgin material, but with recycled products, the objective of this study was to develop and evaluate the thermal, mechanical, and optical stability to accelerated weathering of the composite UHMWPE / CA with mass ratios of 80/20, 70/30 and 60/40. For tests of mechanical properties were crushed and whole CA loads used. The samples were characterized by thermogravimetry (TGA), differential calorimetry Swept (DSC) and Scanning Electron Microscopy (SEM), and mechanical tests as Charpy Impact, Abrasion, Hardness, Bending, shrinkage, among others. Results showed that the UHMWPE has a higher thermal stability and that the composite further enhances this stability and some mechanical tests we obtained an improvement of the results. The composites with ground rice husk (CAM) with better mechanical performance compared to composite whole rice coat (CAI).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-05-26T14:49:57Z No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaSalgadoFreitas.pdf: 4559339 bytes, checksum: 993139d898227ac24cd0738d242d2944 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-05-26T15:05:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaSalgadoFreitas.pdf: 4559339 bytes, checksum: 993139d898227ac24cd0738d242d2944 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-26T15:05:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AnaCarolinaSalgadoFreitas.pdf: 4559339 bytes, checksum: 993139d898227ac24cd0738d242d2944 (MD5) / A floresta amazônica possui uma grande biodiversidade, na tentativa de garantir que todas as espécies tenham o seu melhor aproveitamento, existem várias técnicas que buscam melhorar as propriedades das madeiras e consequentemente ampliar suas possibilidades de uso, principalmente para produtos de alto valor agregado como o piso de madeira. Entre eles destaca-se o tratamento termomecânico unilateral que é uma técnica que combina tratamento térmico com a compressão mecânica em apenas uma das faces da madeira, visando obter um produto com menor efeito das tensões internas da compressão e maior resistência mecânica. Em virtude disso, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do tratamento termomecânico em apenas umas das superfícies da Simarouba amara nas propriedades físicas, mecânicas e superficiais. O tratamento foi realizado utilizando uma prensa hidráulica com resistência elétrica nas temperaturas de 180°C e 200°C, pressão de 7,94 MPa (50%) e 11,90 MPa (75%) e tempo de 30 minutos, formando quatro tratamentos e a testemunha. Todos os quatro tratamentos realizados foram comparados com a testemunha para verificar o efeito do tratamento termomecânico. O tratamento mostrou que houve um aumento na densificação, o que explica o aumento na densidade final. Nas propriedades superficiais também foram observados ganhos significativos com o escurecimento da madeira e a diminuição da molhabilidade. Os resultados dos ensaios mecânicos também foram positivos com o aumento da taxa de dureza, resistência à compressão paralela e módulo de ruptura. Em relação à estabilidade dimensional, apenas o material tratado com maior pressão (75%) apresentou maior inchamento em espessura. Comportamento semelhante foi observado na taxa de não retorno em espessura e na taxa de retração. Houve diminuição do teor de umidade de equilíbrio para a maioria dos tratamentos, mostrando que o tratamento foi eficiente em reduzir a higroscopicidade da madeira e deixando o material mais estável a condições atmosféricas variáveis. A combinação da maior temperatura e menor pressão (200°C e 50%) se mostrou mais eficaz para uso que requer maior estabilidade dimensional e o uso da maior pressão e menor temperatura (180°C e 75%) o mais indicado em demandas de maior resistência mecânica. / The Amazon forest has a great biodiversity, in an attempt to ensure that all species have their best use, there are several techniques that seek to improve the properties of wood and consequently increase their possibilities of use, especially for high value-added products such as floor wood. Among them stands out the unilateral thermomechanical treatment which is a heat treatment technique that combines with mechanical compression on only one side of the wood obtains a product with less effect of the internal stresses of compression and greater mechanical strength. With a focus on this type of treatment, the objective of this work was to evaluate the effects of thermomechanical treatment in only one of the surfaces of the Simarouba amara (marupá) and its results on the wood´s physical, mechanical and surface properties. The treatment was performed using a hydraulic press with electrical resistance at temperatures of 180°C and 200°C, pressure of 7.94 MPa (50%) and 11,90 MPa (75%) and time period of 30 minutes. Throughout the tests four treatments „witnesses‟ were designated. All four treatments made were compared with the „witnesses‟ samples to verify the effect of thermomechanical treatment. The treatment showed an increase in the densification which explains the increase in the final density. The surface properties were also observed significant gains with the darkening of the wood and the reduction of wettability. The results of the mechanical tests were also positive when it comes to the increase of the hardness ratio, parallel compression resistance and modulus of rupture. Regarding the dimensional stability, only the high-pressure (75%) treated material showed higher thickness swelling. Similar behavior was observed in the rate of no return in thickness and shrinkage. There was a decrease of the equilibrium moisture content for most treatments, showing that the treatment was effective in reducing the hygroscopicity of wood and achieving a more stable material to variable atmospheric conditions. The combination of higher temperature and lower pressure (200°C e 50%) proved to be more effective for uses that require greater dimensional stability. The combination of higher pressure and lower temperature (180°C e 75%) proved to be more effective for uses that demand greater mechanical strength.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-18T19:49:12Z No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-07-20T21:32:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T21:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_LuizGustavoOliveiraGalvão.pdf: 2355460 bytes, checksum: 0e60c232b21366e400d556d19d58a0ac (MD5) Previous issue date: 2018-07-18 / A biomassa é a forma mais comum de energia renovável, necessitando de processos de conversão energética para substituir fontes convencionais de energia, como os combustíveis fósseis. Uma das alternativas de conversão é a torrefação, uma forma moderada de pirólise realizada sob temperaturas que variam de 200 a 300°C, que visa a melhoria das propriedades energéticas da madeira. Várias tecnologias de torrefação foram desenvolvidas e implementadas nos últimos anos, porém não há relatos do uso da acústica em reatores de torrefação. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da temperatura combinada com uso da acústica, no processo de torrefação e nas seguintes propriedades energéticas: análise química imediata, análise elementar, poder calorífico superior, densidade energética e rendimento energético. Além de outras propriedades relacionadas ao uso energético como rendimento gravimétrico, perda de densidade e módulo de ruptura. Para a execução do experimento foi utilizado reator de torrefação laboratorial capaz de trabalhar com diferentes rampas e patamares de aquecimento, controlar o teor de oxigênio dentro da câmara, medir as perdas de massa e as temperaturas da amostra em tempo real, reproduzir gráficos e emitir ondas sonoras com diferentes frequências e amplitudes por meio de um gerador de sinais e um alto-falante. A madeira utilizada foi da espécie Eucalyptus grandis nas dimensões 3 x 3 x 3cm. Os fatores estudados na torrefação foram temperatura (250 e 270°C) e acústica (testemunha e frequências 1411, 1810, 2478 e 2696 Hz) com 5 repetições para cada tratamento, tendo como parâmetros constantes a taxa de aquecimento a 5°C min−1, patamar de 60 minutos, controle de oxigênio limitado a 10% do ambiente e amplitude das ondas sonoras a 10volts. Os resultados indicam que o campo acústico promoveu a antecipação das reações de degradação da biomassa, apresentando maiores picos de temperaturas máximas (fase exotérmica) e menores tempos para atingir o patamar desejado, devido ao aumento da velocidade das partículas em torno da amostra da madeira e consequente aumento da transferência de calor por convecção, sugerindo um menor tempo de residência. A análise das propriedades energéticas indicou que a temperatura quando observada isoladamente, foi suficiente para alterar significativamente todos as propriedades analisadas, em contrapartida, a adição da acústica e a interação com a temperatura não foi capaz de proporcionar significativamente alterações nas principais propriedades energéticas na torrefação. As frequências 1411 Hz e 2696 Hz se mostraram promissoras para realização de novos estudos de tratamentos térmicos sob efeito acústico por apresentarem valores absolutos superiores ao da testemunha. / Biomass is the most common form of renewable energy, requiring energy conversion processes to replace conventional sources of energy, such as fossil fuels. One of the conversion alternatives is torrefaction, that is a mild form of pyrolysis carried out under temperature ranging from 200 to 300 °C, which aims to improve the energy properties of the wood. Several torrefaction process technologies have been developed and implemented in recent years, but there are no reports of the use of acoustics in torrefaction reactors. The aim of the present work was to evaluate the effects of temperature combined with the use of acoustics in the torrefaction process and in the following energy properties: proximate analysis, ultimate analysis, higher heating value, energy density and energy yield, and other properties that are related with energy use: solid yield, loss of density and modulus of rupture. For the execution of the experiment we used a laboratory scale torrefaction reactor capable of working with different ramps and heating levels, oxygen level controlling in the chamber, mass loss measurement, real time monitoring of sample temperatures, graphs plotting and acoustic waves emission with different frequencies and amplitudes by means of a signal generator and a loudspeaker. The wood used was of the species Eucalyptus grandis worked to cubic samples with 3 x 3 x 3cm. The factors studied in the torrefaction were temperature (250 and 270°C) and acoustic (control and frequencies 1411, 1810, 2478 and 2696 Hz) with 5 repetitions for each treatment, having as constant parameters the heating rate at 5°Cmin−1with 60-minute plateau, oxygen level set at 10% and amplitude of acoustic waves at 10 volts. The results indicate that the acoustic field promoted an anticipation of the degradation reactions of the biomass, presented higher peaks of maximum temperatures (exothermic phase) and shorter times to reach the plateau temperature, possibly by increasing the velocity of the particles around the wood sample or by increasing convection heat transfer, suggesting a shorter residence time. Analysis of the energy properties indicates that temperature alone was enough to impact all properties significantly. In contrast, the addition of acoustics and its interaction with temperature was not sufficient to significantly impact the main energy properties in the torrefaction. The frequencies 1411 Hz and 2696 Hz were promising for new studies of heat treatments under acoustic effect because they had higher absolute values of energy properties than the control samples.