O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um equipamento capaz de gerar e captar o efeito corona em alimentos de forma automatizada e instantânea. Para isto, foi desenvolvido um gerador de alta tensão e alta frequência, um sistema de captação com eletrodo e câmera digital e um software de gerenciamento do sistema, que recebe e trata os dados coletados através da câmera digital. Para comprovar a eficiência do sistema, foram feitos vários testes com frutas (maçã, limão, ameixa, uva e pera) e os resultados obtidos foram comparados com imagens geradas por um sistema kirlian e com simulações computacionais através de algoritmo genético e elementos finitos e permitem assim, concluir que o sistema proposto foi capaz de captar imagens que contém informações das características físico-químicas do alimento. / This study aimed to develop a device capable of generating and acquiring the corona effect on food automatically and instantaneously. In order to make it possible, a high voltage and high frequency generator was developed, with a system with electrodes and digital camera controlled by a software that receives and handles incoming data from a digital camera. To test de system, experiments where made with fruits (apples, lemons, plums, grapes and pears) and the results where compared to a standard system and with computational simulation made with Genetic Algorithm and Finite Elements and it was conclude that the system is able to acquire images that contain information on the physical-chemical proprieties of the material.

O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um equipamento capaz de gerar e captar o efeito corona em alimentos de forma automatizada e instantânea. Para isto, foi desenvolvido um gerador de alta tensão e alta frequência, um sistema de captação com eletrodo e câmera digital e um software de gerenciamento do sistema, que recebe e trata os dados coletados através da câmera digital. Para comprovar a eficiência do sistema, foram feitos vários testes com frutas (maçã, limão, ameixa, uva e pera) e os resultados obtidos foram comparados com imagens geradas por um sistema kirlian e com simulações computacionais através de algoritmo genético e elementos finitos e permitem assim, concluir que o sistema proposto foi capaz de captar imagens que contém informações das características físico-químicas do alimento. / This study aimed to develop a device capable of generating and acquiring the corona effect on food automatically and instantaneously. In order to make it possible, a high voltage and high frequency generator was developed, with a system with electrodes and digital camera controlled by a software that receives and handles incoming data from a digital camera. To test de system, experiments where made with fruits (apples, lemons, plums, grapes and pears) and the results where compared to a standard system and with computational simulation made with Genetic Algorithm and Finite Elements and it was conclude that the system is able to acquire images that contain information on the physical-chemical proprieties of the material.

O desenvolvimento de filmes à base de biopolímeros tem sido bastante estudado devido aos problemas ambientais causados pelas embalagens de plásticos sintéticos. Dentre os biopolímeros, merece destaque a gelatina, que tem excelente propriedade filmogênica. Entretanto, até o presente momento, os filmes de gelatina apresentam limitações de propriedades mecânicas e, tem elevada sensibilidade à umidade. Uma alternativa para melhorar as propriedades desses filmes pode ser a utilização de nanopartículas como carga de reforço. Assim, os objetivos desta tese foram o desenvolvimento e a caracterização de filmes à base de gelatina, reforçados com nanopartículas. Especificamente, foram objetivos os seguintes estudos: avaliação do efeito da concentração de gelatina sobre as propriedades reológicas das soluções formadoras de filmes e de algumas propriedades físicas de filmes de gelatina, preparados com essas soluções formadoras de filmes com um aplicador automático de filmes; e estudo dos efeitos das concentrações de gelatina e de montmorilonita sobre as propriedades físicas de filmes nanocompósitos e de suas soluções formadoras. Em ambos os estudos, os filmes foram caracterizados imediatamente após a secagem e depois de 7 dias de acondicionamento. As soluções formadoras de filmes (SFF) foram preparadas com gelatina e glicerol, e as soluções formadoras de nanocompósitos (SFN), pela mistura de uma solução de gelatina com uma dispersão de montmorilonita em água, em ambos os estudos, em proporções e temperaturas convenientes. Após a homogeneização, as SFF ou SFN foram resfriadas até a temperatura adequada para aplicação em suportes de plexiglass com a ajuda de um espalhador automático de filmes, acoplado a um banho ultratermostatizado. A altura do espalhador foi mantida constante em 1,5 mm, e a velocidade de espalhamento foi fixada em 35 mm/segundo. Em seguida, as SFF ou SFN foram desidratadas a 30ºC por 24h, em estufa com circulação de ar. No primeiro estudo, as SFF foram preparadas com 5, 8, 11 e 14g de gelatina/100g de SFF e 30 g de glicerol/100g de gelatina, e na segunda parte da tese, as SFN foram preparadas com 5 e 8g de gelatina/100g de SFN, 30 g de glicerol/100g de gelatina e 0, 5, 10 e 15g de montmorilonita/100g de gelatina. As propriedades reológicas das SFF e SFN foram estudadas com testes estacionários e dinâmicos. As propriedades reológicas dasdispersões de montmorilonita em água também foram estudadas, bem como a determinação do tamanho médio das partículas e do potencial zeta. Os filmes foram caracterizados para conhecimento da espessura, umidade, propriedades mecânicas (testes de tração e perfuração), transições de fase, microestrutura das superfícies e da criofratura, cristalinidade, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), hidrofobicidade, isoterma de sorção de vapor de água, solubilidade em água, permeabilidade ao vapor de água, ao O2 e CO2, cor, opacidade, brilho e propriedade de barreira a luz/UV, segundo os objetivos específicos de cada estudo. Em relação ao primeiro estudo, observou-se que a concentração de gelatina na SFF influenciou fortemente todas as propriedades reológicas e inclusive, as transições sol-gel e gel-sol, determinadas nos testes dinâmicos com varredura de temperatura. A concentração de gelatina na SFF aumentou linearmente a espessura dos filmes, sem, contudo afetar nitidamente a umidade, as transições de fases e nem as propriedades mecânicas obtidas nos testes de tração. A força na perfuração aumentou, mas esse efeito foi devido ao aumento da espessura dos filmes. Em relação ao estudo sobre nanocompósitos de gelatina, observou-se inicialmente que a montmorilonita dispersa em água apresentou diâmetro médio entre 204 e 344 nm, e potencial zeta variando em torno de -43mV. A carga de nanopartícula não afetou a viscosidade da dispersão em água, mas influenciou fortemente as propriedades reológicas e de transições de fases das SFN. A carga de nanopartículas também influenciou a espessura, as propriedades mecânicas e a hidrofobicidade dos filmes nanocompósitos, sem uma função nítida. Comportamento similar foi observado nos resultados da calorimetria diferencial de varredura, embora o padrão de cristalinidade, os espectros de FTIR e as microestruturas dos filmes tenham variado com a carga de montmorilonita. O filme nanocompósito produzido com 5g de gelatina/100g de SFN e 5g de montmorilonita/100g de gelatina apresentou melhores propriedades mecânicas e menor solubilidade em água. Esse filme foi submetido a caracterizações complementares com resultados típicos de filmes de gelatina. No geral, pode-se concluir que a montmorilonita pode melhorar as propriedades dos filmes de gelatina, porém, mais estudos serão necessários para se garantir perfeita dispersão da nanopartícula na matriz do filme. / The development of films based on biopolymers has been widely studied due to the environmental problems caused by synthetic plastic packaging. Among biopolymers, gelatin has to be outlined as it has excellent filmogenic properties. However, until now, the gelatin films have mechanical properties limitations and, high humidity sensitive. An alternative to improve the properties of these films may be the use of nanoparticles as load. Thus, the objectives of this thesis were the development and characterization of gelatin-based films, charged with nanoparticles. Specifically, the objectives were the following studies: evaluation of the effect of gelatin concentration on the rheological properties of the film-forming solutions and on some physical properties of the gelatin films prepared with those film forming solutions using a automatic spreader; and the study of the effect of the gelatin and montmorillonite concentrations on the physical properties of nanocomposite films and their film forming solutions. In both studies, the films were characterized immediately after drying and then after 7 days of conditioning. The film forming solutions (FFS) were prepared with gelatin and glycerol, and the nanocomposite film forming solutions (NFS), by blending the gelatin solution with the montmorillonite dispersion in water, for both studies, in convenient proportions and temperatures. After homogenization, the FFS or NFS were cooled to a proper temperature and applied on plexiglass plates with the help of an automatic spreader, attached to an ultra thermostatized bath. The height of the spreader was kept constant at 1.5 mm, and the spreading speed fixed at 35 mm/second. After that, the FFS or NFS were dehydrated at 30ºC for 24h, in an oven with air circulation. In the first study, the FFS were prepared with 5, 8, 11 and 14g of gelatin/100g of FFS and 30g of glycerol/100g of gelatin, and in the second part of the thesis, the NFS were prepared with 5 and 8g of gelatin/100g of NFS, 30 g of glycerol/100g of gelatin and 0, 5, 10 and 15g of montmorillonite/100g of gelatin. The rheological properties of the FFS and NFS were studied by steady and dynamic tests. The rheological properties of the montmorillonite dispersions in water were also studied, along with the average particle size and zeta potential determinations. The films were characterized to determine thickness, water content, mechanical properties (tensile and puncture tests), phase transitions, surface and cryo-fracture microstructure, crystallinity, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), hydrophobicity, water vapor sorption isotherm, solubility in water, water vapor, O2 and CO2 permeabilities, color, opacity, gloss, and light/UV barrier properties, according to the objectives of each study. Regarding the first study, it was observed that the gelatin concentration in the FFS strongly influenced the rheological properties and even the sol-gel and gel-sol transitions, determined by the dynamic temperature scanning tests. The gelatin concentration provoked linear increasing of films thickness without, however, affecting discernibly the water content, the phase transitions neither the mechanical properties determined by the tensile tests. The puncture force increased, but this effect was due to the thickness increasing of the films. Regarding the gelatin nanocomposites study, it was initially observed that the montmorillonite dispersed in water had average diameter between 204 and 344 nm, and zeta potential varying around -43mV. The nanoparticle filling did not affect the viscosity of the water dispersion, but strongly influenced the rheological properties and the phase transitions of the NFS. The nanoparticle filling also affected the thickness, the mechanical properties and the hydrophobicity of the films, without a clear function. Similar behavior was observed for the differential scanning calorimetry results, although the crystalline pattern, the FTIR spectra and the microstructure of the films varied with the montmorillonite filling. The nanocomposite film produced with 5g of gelatin/100g of NFS and 5g of montmorillonite/100g of gelatin showed better mechanical properties and lower solubility in water. That film was submitted to further characterizations rendering results typical of gelatin films. In general, it can be concluded that the montmorillonite can improve the properties of gelatin films, however more studies will be necessary to guarantee the perfect dispersion of the nanoparticles within the film matrix.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-02-07T19:57:00Z No. of bitstreams: 2 Mariana Caldeira Ferraz da Costa.pdf: 4262658 bytes, checksum: 96704c9f44fdadcc81a3e3b28a4bb35b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-05-04T12:44:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Mariana Caldeira Ferraz da Costa.pdf: 4262658 bytes, checksum: 96704c9f44fdadcc81a3e3b28a4bb35b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T12:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Mariana Caldeira Ferraz da Costa.pdf: 4262658 bytes, checksum: 96704c9f44fdadcc81a3e3b28a4bb35b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-12-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundo Mackenzie de Pesquisa / This dissertation describes a study of surface properties of graphene obtained by chemical vapor deposition (CVD) to evaluate its hydrophobicity and wetting transparency of this material deposited onto several hard substrates, for instance silicon wafer, glass, etc. To this end, contact angle measurements and the calculation of polar and dispersive components were performed to these samples, submitted or not to a thermal treatment at inert atmosphere. Moreover, a study of the influence of factors that rule transfers processes grounded in Direct Dry Transfer (DDT) of two-dimensional materials (CVD graphene and graphene oxide - GO) onto polymeric surfaces of two or three dimensions was executed, such as surface properties and chemical structure to each materials (two-dimensional and polymers) and rheological properties of polymers. The results indicated graphene is hydrophobic and partially wetting transparent due to influences of the nature of substrates in which it is deposited. However, the thermal treatment at inert atmosphere altered significantly the surface properties of this material, indicating that, for graphene, such properties are strongly influenced by molecules adsorbed onto surface, achieving results very close to those presented in the literature. Talking about transfer processes of 2D materials onto polymers surfaces, the evaluation of surface properties demonstrated to be efficient in predicting the quality and quantity of CVD graphene transferred using DDT. However, factors such as rheological properties and chemical structure must be evaluated concomitantly. Lastly, the efficacy of a technique developed to cover polymer surfaces of three-dimensional substrates with graphene oxide using injection molding processing was presented. / Esta dissertação relata um estudo das propriedades de superfície do grafeno obtido via deposição química na fase vapor (CVD) para avaliação da sua hidrofobicidade e transparência da molhabilidade, quando esse material se encontra depositado em diferentes substratos rígidos, tais como wafer de silício, vidro, entre outros. Para isso, medidas de ângulo de contato e cálculos das componentes polares e dispersivas foram realizados em amostras submetidas ou não a tratamento térmico em atmosfera inerte. Além disso, foi executado um estudo sobre a influência dos fatores que regem processos de transferência fundamentados na técnica Direct Dry Transfer (DDT), envolvendo materiais bidimensionais (grafeno CVD e óxido de grafeno – GO) para superfícies poliméricas, sejam elas de duas ou três dimensões, tais como as propriedades de superfície e estrutura química de ambos os materiais (bidimensionais e polímeros) e as propriedades reológicas dos polímeros. Os resultados indicaram que o grafeno é hidrofóbico e parcialmente transparente ao molhamento devido a influências da natureza do substrato no qual se encontra depositado. O tratamento térmico em atmosfera inerte altera significativamente as propriedades de superfície desse material, indicando que, para o grafeno, tais propriedades são fortemente influenciadas por moléculas adsorvidas na superfície, obtendo resultados muito próximos daqueles previstos teoricamente. Com relação aos processos de transferência de materiais 2D para polímeros, a avaliação das propriedades de superfície dos materiais se demonstrou eficiente na previsão da qualidade e quantidade do grafeno CVD transferido usando a técnica DDT. Contudo, fatores como propriedades reológicas e estrutura química devem ser avaliados concomitantemente. Por último, foi demonstrada a eficiência de uma técnica desenvolvida para recobrimento de superfícies poliméricas de substratos tridimensionais com óxido de grafeno utilizando processamento de moldagem por injeção.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Northon Lee Drunkler.pdf: 686184 bytes, checksum: 22aeae1d648bfa10d2321bffd20c44c6 (MD5) Previous issue date: 2011-07-01 / The soy-based beverages have been presented as healthy alternative foods, with a growing market in Brazil. The cassava starch (Manihot esculenta, Crantz) is a low cost and highly available raw material in the Brazilian market and is widely used in food industry due to its functional properties resulting from the gelatinization process. In this work, commercial samples of soybean beverages produced with soybean extract were evaluated in relation to physicochemical and rheological properties and, the results were similar to those reported in the literature. The samples were evaluated considering their pH, total and soluble solids, lipids, protein, ash, and carbohydrates. For analyzing the rheological behavior, of both the commercial samples and the developed formulations, a Brookfield viscometer, model LDVII + PRO (673.7 dyne-cm maximum torque) was used. The average viscosity was determined at 8 ºC in speed ramps ranging from 50 to 200 rpm and 30 seconds of analysis at each speed; the values of consistency index and flow index were processed by the software Wingather® through the use of the power law model. The viscosimeter was equipped with the 18 spindle, small sample adaptor (15 mL volume) using an attached thermostated water bath. The highest values for viscosity, higher consistency index and lower fluidity index, were also found in the samples with the highest amount of total and soluble solids. New formulations were also developed with the aim of evaluating the effects of cassava starch and soybean extract concentrations on the apparent viscosity and sensory overall acceptance, using a 22 factorial design with three repetitions at the central point. Regarding the sensory analysis, the variables (cassava starch and soybean extract concentrations) had no significant effect at 5 % of probability. The treatment 1, which had a lower amount of both cassava starch and soybean extract showed the lowest score in relation to other treatments. Regarding apparent viscosity, however, these variables presented significant effect, where increasing soymilk and starch concentrations in the formulation resulted in an increased apparent viscosity of the final product. The physicochemical analysis carried out in the formulations included pH, total and soluble solids, lipids, protein, ash, and carbohydrates. Comparing the results of the developed formulations with those of the commercial products, it was possible to conclude that the physicochemical characteristics showed similar values, as well as the rheological behavior, and the beverages behaved as non-Newtonian slightly pseudoplastic fluids, in the same manner as already reported in other studies. The developed formulations were evaluated for the profile and amount of isoflavones, and the results were similar to those of other published studies, with predominance of conjugated glycosides over to the aglycone forms, and the total isoflavone contents ranged from 126.82 to 265.34 mg L-1 of freeze-dried extract . The cassava starch was added in relatively low amounts to the developed beverages (0.2 to 0.6%), but was enough to cause positive changes increasing the apparent viscosity and the sensory acceptance. / As bebidas a base de soja têm se mostrado como alternativas saudáveis na alimentação, e apresentam mercado em franca expansão no Brasil. O amido de mandioca (Manihot esculenta, Crantz) tem baixo custo e alta disponibilidade no mercado brasileiro, e é amplamente utilizado na indústria alimentícia, devido às propriedades funcionais decorrentes do processo de gelatinização. Neste trabalho, primeiramente foram avaliadas as propriedades físico-químicas e reológicas de marcas de bebidas de soja a base de extrato de soja comercializadas em Ponta Grossa-PR. As marcas de bebidas de soja foram avaliadas quanto a quantidade de extrato seco total, lipídeos, pH, proteína, cinzas, sólidos solúveis e carboidratos. Para as análises necessárias para avaliar o comportamento reológico, tanto das amostras comerciais quanto das formulações desenvolvidas, foi utilizado o viscosímetro Brookfield, modelo LDVII+PRO (torque máximo de 673,7 dyne-cm). A viscosidade média foi determinada a 8 ºC em rampas de velocidade que variaram de 50 a 200 rpm e 30 segundos de análise para cada velocidade; os valores de índice de consistência e índice de fluidez foram processados pelo software Wingather® mediante o uso da “Lei da Potência”. Foi utilizado o spindle 18, célula para pequenasamostras com capacidade de 15 mL utilizando-se um banho termostatizado acoplado. Os maiores valores para viscosidade, maior índice de consistência e menor índice de fluidez, foram encontrados nas amostras que apresentaram maior quantidade de extrato seco total e de sólidos solúveis. Após esta etapa inicial, foram desenvolvidas formulações com o objetivo de avaliar os efeitos do amido de mandioca e extrato de soja sobre a viscosidade e aceitação sensorial global, por intermédio de um planejamento fatorial 22, com três repetições no ponto central. Na análise sensorial, ficou constatado que as variáveis estudadas (amido de mandioca e extrato de soja) não exerceram efeito significativo ao nível de 5 % de probabilidade. A formulação 1, composta com a menor quantidade de amido de mandioca e de extrato de soja, foi a que apresentou a menor nota em relação aos demais tratamentos. Em relação à viscosidade, porém, as variáveis estudadas exerceram efeito significativo, onde o aumento de extrato de soja e amido na formulação resultou em um aumento da viscosidade do produto final. As análises físico-químicas realizadas nas formulações desenvolvidas foram: extrato seco total, lipídeos, pH, proteína, cinzas, sólidos solúveis, carboidratos e perfil de isoflavonas. Comparando os resultados das formulações desenvolvidas com os produtos comerciais, foi verificado que as características físico-químicas apresentaram valores próximos, bem como o comportamento reológico, onde para os dois estudos os fluídos foram determinados como não-Newtonianos e comportamento ligeiramente pseudoplástico, em concordância com outros estudos disponíveis na literatura. Sobre o perfil e quantidade de isoflavonas, as formulações desenvolvidas ofereceram propriedades similares a outros estudos, ou seja, com predominância das formas com glicosídeos conjugados sobre as formas agliconadas, onde os valores totais variaram de 126,82 a 265,34mg L-1. O amido de mandioca foi adicionado em quantidades relativamente baixas para a composição dos tratamentos (0,2; 0,4; 0,6 %), sendo suficiente para que ocorresse uma variação positiva para o aumento da viscosidade e aceitação sensorial.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-11-17T15:28:54Z No. of bitstreams: 1 Márcio Lembi Teles_.pdf: 1859021 bytes, checksum: 5dc2746be44c5f2b865c68ec0b4c0db0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-17T15:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Márcio Lembi Teles_.pdf: 1859021 bytes, checksum: 5dc2746be44c5f2b865c68ec0b4c0db0 (MD5) Previous issue date: 2016-09-16 / Nenhuma / Este trabalho apresenta uma análise fatorial, através de fluidodinâmica computacional, do escoamento e transferência de calor para fluidos viscoplásticos a partir de um cilindro confinado entre paredes paralelas. Considera-se que as propriedades reológicas sensíveis à temperatura, o que acopla os problemas térmico e fluidodinâmico de forma bilateral. Foi desenvolvida uma formulação baseada no método estabilizado de elementos finitos Galerkin Mínimos Quadrados (GLS – Galerkin Leart-Squares) para a aproximação de escoamentos não newtonianos com transferência de calor e propriedades reológicas termodependentes. Esta formulação foi implementada em um código computacional próprio. Para a modelagem das tensões viscosa, foi utilizado um modelo de líquido newtoniano generalizado, com função viscosidade dada pelo modelo de Herschel-Bulkley regularizado conforme Papanastasiou e propriedades termodependentes – a tensão inicial de escoamento e o índice de consistência. Os resultados numéricos foram investigados utilizando os adimensionais: número de Reynolds (Re), número de Herschel-Bulkley (Hb), número de Prandtl (Pr), índice de potência (n) e coeficientes de dependência térmica (a* e b*). Foi realizado um planejamento experimental fatorial completo 2K, com objetivo de avaliar a influência destes parâmetros na taxa de transferência de calor, através do número de Nusselt (Nu), e na perda de carga localizada devido à obstrução do canal pelo cilindro. / This paper presents a factor analysis using computational fluid dynamics, flow and heat transfer for viscoplastic fluids from a cylinder confined between parallel walls. It is considered that the rheological properties sensitive to temperature, which couples the thermal and fluid dynamic problems bilaterally. It was developed a formulation based on stabilized finite element method Galerkin Least Squares (GLS - Galerkin Leart-Squares) for approaching non-Newtonian flow with heat transfer and rheological properties dependent terms. This formulation has been implemented in a proper computer code. For the modeling of viscous stresses, a generalized Newtonian fluid model was used, with viscosity function given by the Herschel-Bulkley regularized model as Papanastasiou and properties dependent terms – the initial yield stress and consistency index. The numerical results were investigated using the dimensionless: Reynolds number (Re), Herschel-Bulkley number (Hb), Prandtl number (Pr), potency index (n) and temperature dependence coefficients (a* and b*). It conducted a full factorial experimental design 2K, with objective to evaluate the influence of these parameters on the heat transfer rate, through the Nusselt number (Nu), and localized head loss due to the cylinder by duct obstruction.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-07T17:05:58Z No. of bitstreams: 1 FABIANO PEREIRA CAVALCANTE – TESE (UAEMa) 2016.pdf: 9796097 bytes, checksum: 383028e550cf57512a5833a1e68df7d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-07T17:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIANO PEREIRA CAVALCANTE – TESE (UAEMa) 2016.pdf: 9796097 bytes, checksum: 383028e550cf57512a5833a1e68df7d9 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / A redução das temperaturas durante a produção e a aplicação das misturas betuminosas proporciona benefícios de sustentabilidade evidentes a curto, médio e longo prazo, os quais estão relacionados a impactos positivos sociais, econômicos e ambientais. Os aditivos naturais com origem em oleaginosas, tais como: a palma, a soja, o girassol, o amendoim, a linhaça e a mamona se constituem, potencialmente, como agentes viáveis para a redução da temperatura de usinagem e de compactação (TUC) ao serem incorporados ao CAP que integrará as misturas asfálticas. Este trabalho teve como objetivo o estudo dos efeitos da adição de oleaginosas, tais como o óleo de Mamona e o de Linhaça, sobre as Propriedades Reológicas dos Cimentos Asfálticos de Petróleo. Foram observados os comportamentos reológicos dos CAPs convencional (CAP 50/70) e modificado (CAP 55/75) considerando percentuais de 4%, 5% e 6% de óleo, bem como as propriedades mecânicas das misturas asfálticas dosadas pelos procedimentos Marshall e Superpave. Os resultados reológicos dos CAPs com a adição do óleo de Linhaça apresentaram valores melhores do que aqueles obtidos com a adição do óleo de Mamona, segundo os parâmetros relacionados aos ensaios de penetração, de ponto de amolecimento, de viscosidade rotacional e de reologia (MSCR) quando as mostras foram submetidas ao envelhecimento a curto prazo (RTFO). Para as misturas asfálticas estudadas foram obtidas uma melhor adesividade e coesão, com consequente maior resistência à ação deletéria da água quando os corpos de provas foram submetidos ao ensaio de dano por umidade induzida (Lottman modificado) e ao ensaio de desgaste Cântabro, cujos resultados foram significativamente superiores aos das misturas compostas por CAPs na condição natural. Infere-se que as oleaginosas, na proporção estudada de 5%, podem ser utilizadas como aditivos, a fim de melhorar as propriedades reológicas dos Cimentos Asfálticos, convencional e modificado, com significativa diminuição do poder oxidativo inerente ao aumento de temperatura e, consequentemente, melhoria das propriedades mecânicas das misturas asfálticas. / The decrease in temperature during the production and application of asphalt provides evident sustainability benefits, in the short, medium and long term, which are related to social, economic and environmental positive impacts. Natural additives derived from oilseeds such as palm, soy, sunflower, peanut, linseed and castor beans are potential viable agents to reduce the mixing and compaction temperature (TUC) to be incorporated into the CAP that will make the asphalt mixtures. This study a ims to analyze the effects of adding oil, especially the Castor and linseed oil, on the Rheological Properties of the Petroleum Asphalt Cement. Conventional rheological behavior CAPs were observed (CAP 50/70) and modified (CAP 55/75) considering percentage of 4%, 5% and 6% of the oil, as well as the mechanical properties of asphalt mixtures dosage by Marshall and Superpave procedures. The rheological results of CAPs with the addition of linseed oil showed better results than those obtained with the addition of Castor beans oil, according to the parameters related to the penetration tests, softening point, rotational viscosity and rheology (MSCR), when the samples were subjected to short-term ageing (RTFO). For the asphalt mixtures, it was obtained a better adhesion and cohesion what resulted in a greater resistance to deleterious action of water when the test samples were subjected to induced moisture damage test (modified Lottman) and the Cantabro wear test whose results were significantly better compared to the blends with CAPs in natural condition. It can be inferred that the oilseeds, in the proportion of 5%, can be used as additives for improving the rheological properties of asphalt, conventional and modified Cement, with a significant reduction in oxidative power inherent to temperature increase, and, consequently, with the improvement of mechanical properties of asphalt mixtures.

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.

Neste trabalho de Dissertação de Tese, composições do copolímero de butadieno-acrilonitrila (NBR) foram vulcanizadas utilizando como agentes de vulcanização, a resina fenólica e o enxofre, com diferentes proporções de resina fenólica e uma única proporção de enxofre. O sistema ativador foi composto por policloropreno e óxido de zinco para as composições com resina fenólica, enquanto que por ácido esteárico e óxido de zinco para a composição com enxofre. Os materiais foram vulcanizados em uma temperatura de 190C. Foi avaliada a influência da variação dos componentes das composições sobre as propriedades reométricas, físico-mecânicas e reológicas dos materiais. Para auxiliar na interpretação dos resultados obtidos para as propriedades reométricas e físico-mecânicas, foi utilizado um planejamento estatístico de análise de variância para verificar a possibilidade da influência das variáveis e suas possíveis combinações nas propriedades avaliadas. Para as composições vulcanizadas com resina fenólica, os resultados mostraram que a composição de borracha nitrílica se tornou mais rígida com a presença da resina. Também foi observada a ocorrência de pós-cura nas composições vulcanizadas com resina fenólica. Os ensaios reológicos revelaram uma homogeneidade nas amostras submetidas aos testes de varredura de deformação, com desvio de linearidade a partir de 10% de deformação. / In this Thesis Dissertation, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) compositions were vulcanized using phenolic resin and sulfur as vulcanization agents with different proportions of phenolic resin and only one proportion of sulfur. The activator system was composed of polycloroprene and zinc oxide to phenolic resin compositions, while stearic acid and zinc oxide to sulfur composition. The materials were vulcanized in a temperature of 190C. The influence of the components content on rheometric, physico-mechanical and rheological properties of the materials was evaluated. In order to assist in the interpretation of the to physico-mechanical and rheometric properties results, a statistical planning of variant analysis was used to observe a possible influence of the variables and also their possible associations into the evaluated properties. The results showed that the nitrile rubber become more stiffness with the presence of phenolic resin. It was also observed the occurrence of post-vulcanization on the compositions vulcanized with phenolic resin. The rheological results showed homogeneity of the samples submitted to a strain sweep test, with a linear plateau until 10% of strain.

Atualmente, o grande apelo mundial às questões ambientais tem forçado cada vez mais as organizações industriais a repensarem o modo de realização de suas atividades. No entanto, a busca por soluções que valorizam a sustentabilidade ambiental não se restringe apenas às fábricas. À sociedade moderna, comprovadamente consumista, cabe a opção de escolher produtos obtidos por tecnologias mais limpas e que, de preferência, sejam de fácil destinação final, não representando risco de acúmulo a posteriori no meio ambiente. Ocorre que, muitas das vezes, a escolha de um produto ecologicamente correto pode não ser a que fornecerá o melhor desempenho mecânico requerido para uma dada aplicação. Nesse sentido, essa Dissertação de Mestrado teve como objetivo mostrar a obtenção de composições à base do copolímero de butadieno-estireno (SBR), com diferentes teores de resíduos elastoméricos de pneus inservíveis gerados por uma empresa recauchutadora, avaliando suas propriedades mecânicas e reológicas. Os resultados obtidos mostraram melhoria na resistência ao rasgamento para composições preparadas com adição de até 120 phr de resíduos de pneus, em comparação com a amostra obtida pela adição somente de negro de fumo como carga, mesmo para frações de resíduos não-peneirados, sugerindo a possibilidade de se empregar esses rejeitos como carga inerte ao sistema polimérico. Os ensaios reológicos demonstraram ser ferramentas essenciais para previsão da homogeneidade das composições, através de testes de varredura de deformação sob freqüência e temperatura constantes. / Currently, the great appeal about the ambiental questions has forced much more companies and industries around the world to search ecological alternatives to their activities. However, the environmental sustainability it is not a task only for the factories. The consumption society must be able to choice products obtained by cleaner technologies and easily disposable. Occurs that the option for correct ecologically articles probably is not the best choice in point of view of mechanical performance. The aim of this M.Sc. Dissertation was to show butadiene-styrene (SBR) compounds filled with varied concentrations of elastomeric wastes from useless tires obtained from recapping factories processes. The samples were submitted to mechanical and rheologycal evaluation. The results showed that samples obtained by addition of up to 120 phr of elastomeric wastes had the best mechanical performance considering tear strength in comparison to sample with only carbon black as filler. Rheological experiments, specially strain sweep tests, showed to be an important tool to predict the homogeneity of compositions and their sensibilities to strain at constant frequency and temperature.