Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-10T16:31:48Z No. of bitstreams: 7 Marco 7.pdf: 246654 bytes, checksum: 0c5bf1d74df6ac0106a9cc8e1b18f21b (MD5) Marco 6.pdf: 1364038 bytes, checksum: 3b97a39e5bccbc78500a4c0afe8ac4fe (MD5) Marco 5.pdf: 1812363 bytes, checksum: 39cf3c9bb270b23b7d409571aad9c07f (MD5) Marco 4.pdf: 1290056 bytes, checksum: 92fadc3b1b5573893370bcf57e288326 (MD5) Marco 3.pdf: 1880966 bytes, checksum: ec424670898075ed2a402f4311c7ca2c (MD5) Marco 2.pdf: 545170 bytes, checksum: 798a1ca95b5a37fec7871bf3a5de5df5 (MD5) Marco 1.pdf: 564901 bytes, checksum: 4011e434981588d4b4b2a9e531286a8e (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-04-13T20:02:46Z (GMT) No. of bitstreams: 7 Marco 7.pdf: 246654 bytes, checksum: 0c5bf1d74df6ac0106a9cc8e1b18f21b (MD5) Marco 6.pdf: 1364038 bytes, checksum: 3b97a39e5bccbc78500a4c0afe8ac4fe (MD5) Marco 5.pdf: 1812363 bytes, checksum: 39cf3c9bb270b23b7d409571aad9c07f (MD5) Marco 4.pdf: 1290056 bytes, checksum: 92fadc3b1b5573893370bcf57e288326 (MD5) Marco 3.pdf: 1880966 bytes, checksum: ec424670898075ed2a402f4311c7ca2c (MD5) Marco 2.pdf: 545170 bytes, checksum: 798a1ca95b5a37fec7871bf3a5de5df5 (MD5) Marco 1.pdf: 564901 bytes, checksum: 4011e434981588d4b4b2a9e531286a8e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-13T20:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 7 Marco 7.pdf: 246654 bytes, checksum: 0c5bf1d74df6ac0106a9cc8e1b18f21b (MD5) Marco 6.pdf: 1364038 bytes, checksum: 3b97a39e5bccbc78500a4c0afe8ac4fe (MD5) Marco 5.pdf: 1812363 bytes, checksum: 39cf3c9bb270b23b7d409571aad9c07f (MD5) Marco 4.pdf: 1290056 bytes, checksum: 92fadc3b1b5573893370bcf57e288326 (MD5) Marco 3.pdf: 1880966 bytes, checksum: ec424670898075ed2a402f4311c7ca2c (MD5) Marco 2.pdf: 545170 bytes, checksum: 798a1ca95b5a37fec7871bf3a5de5df5 (MD5) Marco 1.pdf: 564901 bytes, checksum: 4011e434981588d4b4b2a9e531286a8e (MD5) Previous issue date: 2006 / A pesquisa aqui apresentada teve como objetivo principal avaliar as propriedades mecânicas (resistência à tração, impacto e dureza) de compósitos produzidos com materiais residuais da indústria, constituídos por fase matriz de PVC reciclado e fase dispersa com frações volumétricas de 5, 10 e 20 % tanto de fibras de nylon 6 quanto de fibras de sisal. Objetivou, também, determinar em que medida o reforço de fibras curtas e orientadas aleatoriamente, poderia recuperar no PVC reciclado, as propriedades originais do PVC. Isto porque, sabe-se que os polímeros termoplásticos quando submetidos a processos de reciclagem tendem a apresentar perda nos valores de propriedades mecânicas, em virtude de rompimento de ligações entre suas cadeias moleculares. A pesquisa, ao usar materiais, resíduos e rejeitos industriais, notadamente o PVC e o sisal, visando futuro aproveitamento em novos materiais de construção, contribui não só para minimizar o impacto negativo do descarte de tais materiais nos resíduos sólidos urbanos, mas, também, para a busca do desenvolvimento sustentável. Apresenta revisão bibliográfica sobre pesquisas realizadas com compósitos similares além dos métodos seguidos para a produção e caracterização física e química dos compósitos, produzidos através de moldagem por injeção, e os procedimentos para realização dos ensaios mecânicos de tração direta, de impacto e de dureza. O PVC reciclado utilizado foi resultante de moagem e posterior pulverização de conexões produzidas com a mesma matéria prima utilizada para o PVC original As fibras de sisal, com comprimento médio de 3,5 cm, foram utilizadas nos compósitos, sem nenhum prévio tratamento térmico ou químico. As fibras de nylon, com comprimento médio de 2,5 cm, sendo rejeitos industriais, já possuíam um revestimento com um composto à base de látex, formaldeido e resorcinol. Os principais resultados da pesquisa foram: (i) o PVC reciclado teve desempenho mecânico semelhante ao do PVC original, em virtude de não ter passado por processo de envelhecimento acelerado, ou seja, praticamente manteve a mesma estrutura molecular do PVC original; (ii) entre as fibras, o sisal apresentou melhor desempenho que o nylon em todas as situações estudadas, pois além do seu módulo de elasticidade ser bastante superior que o do nylon 6, demonstrou ter havido, nas suas formulações, melhores coeficiente de forma e aderência na interface matriz-fibra. / Salvador

O objetivo do presente estudo foi agregar valor a fibras de sisal, a dois dos componentes principais de fibras lignocelulósicas (celulose e lignina) e a PET reciclado, via produção de materiais com elevado valor agregado. Neste contexto, foram investigadas condições que levassem a mats constituídos por nanofibras/fibras ultrafinas, alinhadas (coletor rotativo) e não alinhadas (coletor estático), a partir da eletrofiação de soluções contendo essas matérias-primas, combinadas ou não [PET/sisal, PET/celulose e/ou lignina, PET/CNC (combinado ou não com OM)], em TFA. Parâmetros de solução, como razão PET/componente da biomassa e tempo de dissolução, foram diversificados, assim como parâmetros de processo (taxa de vazão da solução e velocidade de rotação do coletor utilizado, por exemplo). Os resultados de DMA indicaram a influência positiva do alinhamento das fibras nos superiores valores de E\' [tanto para os mats de PET/sisal, quanto para os mats de PET/celulose e/ou lignina e PET/CNC (combinado ou não com OM)] e também foi possível observar que não houve uma influência significativa desse alinhamento na Tg do PET nestes materiais. Como exemplo, o valor de E\' (a 30 °C) para o mat de fibras alinhadas, com razão de sisal/PET = 0,40 (S/PET0,40 – A dir), caracterizado na direção preferencial de alinhamento das fibras, foi superior (765,0 MPa), em comparação ao valor apresentado pelo mat de fibras orientadas aleatoriamente, de composição correspondente, S/PET0,40 (E’ = 358,0 ± 1,5 MPa). A molhabilidade dos mats foi intrinsicamente dependente da razão fibra de sisal/PET e variou de altamente hidrofóbico (PETref, ACA de 134°), a super hidrofílico (S/PET0,40, ACA de 0°). Observou-se que, as principais influências da presença de lignina foram na morfologia achatada das fibras e no aumento do alongamento na ruptura dos materiais, de aproximadamente 90%, comparativamente a PETref. A presença da celulose resultou principalmente em um elevado diâmetro médio das fibras (valores de até 365,9 ± 139,7 nm) e módulo de Young dos materiais (com valores de até 360,4 ± 41,5 MPa), comparativamente ao apresentado pelos mats contendo PET e este polímero combinado com lignina. Os resultados mostraram que os CNCs exerceram uma ação efetiva como agentes de reforço, principalmente nos mats constituídos por fibras orientadas aleatoriamente de PET, considerando as propriedades mecânicas apresentadas por esses materiais (como resistência à ruptura de 4,6 ± 0,5 MPa), em comparação ao mat PETref (resistência à ruptura = 1,8 ± 0,2 MPa). O OM atuou como agente compatibilizante entre o PET reciclado e os CNCs, principalmente com relação ao superior valor de módulo de Young de PET/OM/CNC (354,2 ± 46,1 MPa), em comparação ao valor apresentado por PET/CNC (19,9 ± 3,9 MPa). Assim, os objetivos do presente trabalho foram atingidos com a preparação via eletrofiação, até onde se tem conhecimento, pela primeira vez, de mats de fibras alinhadas e não alinhadas baseadas em biomassa lignocelulósica nativa e dois de seus principais constituintes (celulose e lignina). Os materiais preparados apresentam uma vasta gama de possíveis aplicações, como sistemas de filtração de ar, por exemplo. / The aim of the present investigation was to add value to sisal fibers, to two of the major components of lignocellulosic fibers (cellulose and lignin) and recycled PET via preparation of materials with high added value. In this context, conditions that lead to mats of nanofibers and ultrathin fibers were investigated, aligned (rotating drum collector) and nonaligned (stationary collector), via electrospinning of solutions containing these raw materials, combined or not {PET/sisal fiber, PET/cellulose and/or lignin, PET/CNC [combined or not with castor oil (CO)]} in TFA. Solution parameters such as the ratio of PET/biomass component and dissolution times were diverse, as well as process parameters (e.g. solution flow rate and rotational speed of the collector). The DMA results indicated the positive influence of fiber alignment on the higher storage modulus – E’ [for mats of PET/sisal, PET/cellulose and/or lignin and PET/CNC (combined or not with CO)] and it was also possible to observe no significant influence of fiber alignment on the Tg of PET for these mats. The value of E’ (at 30 °C) for the aligned fibers mat with sisal/PET ratio = 0.40 (S/PET0.40 - A dir), characterized in the preferred direction of fiber alignment, was higher (765.0 MPa) when compared to the value presented by the randomly oriented fibers mat of the corresponding composition, S/PET0.40 (E’ = 358.0 ± 1.5 MPa). The wettability of the mats was intrinsically dependent on the sisal/PET fiber ratio and ranged from highly hydrophobic (PETref, ACA of 134°) to super hydrophilic (S/PET0.40, ACA of 0°). It was observed that the main influences of the presence of lignin was on the flat fibers morphology and on the increase of the elongation-at-break of the materials of approximately 90% compared to PETref. The presence of cellulose resulted mainly in a high average fiber diameter (values up to 365.9 ± 139.7 nm) and elastic modulus of the materials (values up to 360.4 ± 41.5 MPa) compared to the ones presented by mats containing PET and by this polymer combined with lignin. The results showed that the CNCs were efficient as reinforcing agents, especially in the mats composed of randomly oriented fibers of PET, considering the mechanical properties presented by these materials (such as ultimate tensile strength of 4.6 ± 0.5 MPa) compared to PETref mat (ultimate tensile strength = 1.8 ± 0.2 MPa). CO acted as a compatibilizing agent between recycled PET and CNCs, mainly regarding the superior elastic modulus value of PET/OM/CNC (354.2 ± 46.1 MPa) compared to PET/CNC mat (19.9 ± 3.9 MPa). Therefore, the goals of the present study were reached for the first time with the preparation of aligned and nonaligned fiber mats based on native lignocellulosic biomass and two of its main constituents (cellulose and lignin), to the best of our knowledge. The prepared materials have a wide range of possible applications, such as air filtration systems, for example.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2017-07-19T21:16:27Z No. of bitstreams: 1 DISSERTA??O - Gilberto ferreira da Silva Neto.pdf: 778320 bytes, checksum: 0605b308871cff7e8d21b5db641a01d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-19T21:16:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTA??O - Gilberto ferreira da Silva Neto.pdf: 778320 bytes, checksum: 0605b308871cff7e8d21b5db641a01d1 (MD5) Previous issue date: 2015-11-24 / The water issue in the semiarid region was and still is a process that involves many different feelings and opinions. At first, it stemmed from the idea of combating drought as a solution to solve the entrenched problems that lack water in the semiarid region, through public policies that resulted in the construction of large water works and that the process of the final attended only the large landowners. But over the years, emerged a new vision about these issues and, therefore, what has come to be proposed in the semiarid region was the implementation of coexistence with it, seeking alternatives and solutions that aim to live with a natural and inherent phenomenon to the region. Therefore, civil society organizations began mobilizing and training a network that would strengthen these new reflections on the coexistence idea that originated from experiments conducted by experimenters farmers, associations, among other agents, developing strategies to minimize the difficulties of families mainly through the promotion of access to water during periods of drought. It was in this context that the Articulation of the Semi-Arid ? ASA, a network of over 2000 civil society organizations, establishing a link between them and throughout the semi-arid region, so that thus could get a representative force in the various spheres of society . Faced with this new initiative, some actions have been winning highlights as viable alternatives for coexistence with semiarid conditions, among them are the Program One Million Cisterns (P1MC) and the Programme One Land Two Waters (P1+2), programs these that make up the Water for All program, and have become public policy of the state, where the government went on to direct resources for implementation of these programs for those in the ASA entities. Thus, the present work aims to understand the role of public policies for access to water and coexistence with the semiarid in the Territory of Sisal (Bahia / Brazil), emphasizing the role of P1+2 in this process, as well as identify which and how many were systems in place to capture rainwater for that program in that territory. With the data obtained in the survey, it was found that since the implementation of the P1+2 in Sisal Land in 2009 until 2014, more than 24 million ?reais? have been invested in the construction of 2,217 rainwater harvesting systems. The results show that the implanted public policy has provided the democratization of access to water in the communities; however, there is still the need for universalization of these catchment and rainwater storage systems in the municipalities of Sisal Territory. / A quest?o h?drica no semi?rido foi e ainda ? um processo que envolve diversos sentimentos e opini?es. A princ?pio partia-se da ideia do combate ? seca como solu??o para resolver a problem?tica enraizada de que falta ?gua no semi?rido, atrav?s de pol?ticas p?blicas que resultaram na constru??o de grandes obras h?dricas e que ao final do processo atenderam apenas os grandes propriet?rios de terra. Mas, ao longo dos anos, come?ou-se a ter uma nova vis?o sobre estas quest?es e, desta forma, o que passou a ser proposto no semi?rido foi a implanta??o da conviv?ncia com o mesmo, buscando alternativas e solu??es que visem conviver com um fen?meno natural e inerente ? regi?o. Assim sendo, a sociedade civil organizada come?ou uma mobiliza??o e forma??o de uma rede que viesse a fortalecer essas novas reflex?es sobre a conviv?ncia, ideia esta oriunda de experi?ncias desenvolvidas por agricultores experimentadores, associa??es, dentre outros agentes, desenvolvendo estrat?gias para minimizar as dificuldades das fam?lias, principalmente atrav?s da promo??o do acesso ? ?gua durante os per?odos de estiagens. Foi nesse contexto que surgiu a Articula??o do Semi-?rido ? ASA, uma rede composta por mais de 2000 entidades da sociedade civil, estabelecendo um elo entre elas em todo o semi?rido para que, assim, pudesse adquirir uma for?a representativa nas diversas esferas da sociedade. Diante dessa nova iniciativa, algumas a??es foram ganhando destaques como alternativas vi?veis para a conviv?ncia com o Semi?rido, dentre elas est?o o Programa Um Milh?o de Cisternas (P1MC) e o Programa Uma Terra Duas ?guas (P1+2), programas estes que comp?em o Programa ?gua para Todos, e se tornaram pol?ticas p?blicas de Estado, onde o governo passou a direcionar recursos para execu??o destes programas para as entidades pertencentes ? ASA. Sendo assim, a presente disserta??o tem como objetivo principal, compreender o papel das pol?ticas p?blicas voltadas para acesso ? ?gua e a conviv?ncia com o semi?rido no Territ?rio do Sisal (Bahia/Brasil), enfatizando o papel do P1+2 nesse processo, como tamb?m identificar quais e quantos foram os sistemas implantados para capta??o de ?gua de chuva por esse programa no referido territ?rio. Com os dados obtidos na pesquisa, foi constatado que desde a implanta??o do P1+2 no Territ?rio do Sisal em 2009 at? 2014 mais de 24 milh?es de reais j? foram investido na constru??o de 2.217 sistemas de capta??o de ?gua de chuva. Os resultados mostram que as pol?ticas p?blicas implantadas tem proporcionado a democratiza??o do acesso ? ?gua nas comunidades, entretanto, ainda existe a necessidade da universaliza??o desses sistemas de capta??o e armazenamento de ?gua de chuva nos munic?pios do Territ?rio do Sisal.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DorivaldaSMN.pdf: 3293308 bytes, checksum: e37080f4f72e81ac421fcaf0fec21fa8 (MD5) Previous issue date: 2005-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In the last decades there was a significant increasing of the numbers of researchers that joint efforts to find alternatives to improve the development of low environmental impact technology. Materials based on renewable resources have enormous potentials of applications and are seen as alternatives for the sustainable development. Within other parameters, the sustainability depends on the energetic efficiency, which depends on the thermal insulation. Alternative materials, including vegetal fibers, can be applied to thermal insulation, where its first goal is to minimize the loss of energy. In the present research, it was experimentally analyzed the thermal behavior of fiber blankets of sisal (Agave sisalana) with and without surface treatment with oxide hidroxide (NaOH). Blankets with two densities (1100/1200 and 1300/1400 g/m2) were submitted to three rates of heat transfer (22.5 W, 40 W and 62.5 W). The analysis of the results allowed comparing the blankets treated and untreated in each situation. Others experiments were carried out to obtain the thermal conductivity (k), heat capacity (C) and the thermal diffusivity (α) of the blankets. Thermo gravimetric analyses were made to the verification of the thermal stability. Based on the results it was possible to relate qualitatively the effect of the heat transfer through the sisal blankets subjected to three heat transfer rates, corresponding to three temperature values (77 ?C, 112 ?C e 155 ?C). To the first and second values of temperature it was verified a considerable reduction on the rate of heat transfer; nevertheless, to the third value of temperature, the surface of the blankets (treated and untreated) in contact with the heated surface of the tube were carbonized. It was also verified, through the analyses of the results of the measurements of k, C e α, that the blankets treated and untreated have values near to the conventional isolating materials, as glass wool and rock wool. It could be concluded that is technically possible the use of sisal blankets as constitutive material of thermal isolation systems in applications where the temperature do not reach values greater than 112 ?C / Nas ?ltimas d?cadas, t?m sido grandes os esfor?os dos pesquisadores na busca por alternativas sustent?veis e conhecimentos sobre como se poder? continuar promovendo o desenvolvimento sem que isso ocorra de forma agressiva ao ambiente. Materiais oriundos de fontes renov?veis possuem grande potencial de aplicabilidade e s?o vistos como alternativas para um desenvolvimento sustent?vel. Dentre outros par?metros, a sustentabilidade depende da efici?ncia energ?tica e essa, por sua vez, depende de isolantes t?rmicos. Materiais alternativos, entre eles as fibras vegetais, podem ser aplicadas para fins de isolamento t?rmico, cujo principal objetivo ? minimizar as perdas de energia. Na presente pesquisa, analisou-se experimentalmente a aplicabilidade de mantas de fibras de sisal (Agave sisalana), in natura e com tratamento superficial com hidr?xido de s?dio (NaOH), ? isola??o t?rmica. Foram utilizadas mantas de duas gramaturas (1100/1200 e 1300/1400 g/m2) submetidas a tr?s taxas de transfer?ncia de calor (22,5 W, 40 W e 62,5 W). A an?lise dos resultados obtidos permitiu comparar a capacidade de isola??o das mantas tratada e in natura em cada situa??o. Ensaios foram realizados para determina??o da condutividade t?rmica (k), capacidade calor?fica (C) e a difusividade t?rmica (α) das mantas; a estabilidade t?rmica foi verificada por meio de an?lise termogravim?trica (TGA). Com base nos resultados, foi poss?vel relacionar qualitativamente o efeito da transfer?ncia de calor atrav?s das mantas de sisal submetidas a tr?s condi??es de aquecimento, correspondentes a tr?s valores de temperatura (77 ?C, 112 ?C e 155 ?C). Nas duas condi??es iniciais, verificou-se que as mantas de sisal proporcionaram uma significativa redu??o da taxa de transfer?ncia de calor. Na terceira condi??o (155 ?C), contudo, as superf?cies das mantas (tratadas e in natura) em contato com a superf?cie aquecida do tubo ficaram carbonizadas. Por meio das an?lises dos resultados das medi??es de k, C e α, constatou-se que as mantas tratadas e in natura apresentaram valores bem pr?ximos aos de materiais isolantes comerciais (l? de vidro e l? de rocha). P?de-se concluir que mantas de sisal podem ser empregadas como material constituinte de sistemas de isola??o t?rmica para aplica??es em que a temperatura n?o ultrapasse 112 ?C

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseOO_DISSERT.pdf: 1240113 bytes, checksum: dbf41a478040a880c57e2dbf04e10cda (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The objective of this research is the fabrication of a composite reinforced with dyed sisal fiber and polyester matrix for application in the fields such as, fashion, clothing, interior textiles; fashion accessories are some of the examples. For the fabrication of the composite, the sisal fibers were subjected to processes such as: chemical treatment with sodium hydroxide (NaOH) in the removal of impurities; bleaching for removing the yellowish color of the natural fiber and dyeing with direct dyes to confer the colors blue, green and orange. The search for new technologies ecologically correct has become a major concern in recent decades. Studies show that composite polymer reinforced by natural fibers is suitable for a large number of applications, and its use is advantageous in terms of economic and ecological. The dyed fibers were cut to a length of 30 mm, is used in the confection of webs. For this purpose, a web preparer by immersion, developed in the Laboratory of Chemical Textile of UFRN. The composite sheets measuring 300 x 300 x3 mm were molded by compression, with unsaturated orthophthalic polyester as matrix, and the samples in sizes 150 x 25 x 3 mm were cut with the aid of a laser machine, to be subjected to traction and flexion. The mechanical properties of traction and flexion in three points were performed in the Laboratory of metal and mechanical tests of Materials Engineering of UFRN. The resulting samples from the tests were evaluated in scanning electron microscope (SEM) at CTGas RN. On the basis of the analysis of the results from the mechanical tests, it was observed that the composite had good mechanical behavior, both in traction as in flexion. Furthermore, it was observed that in the water absorption test, the samples had a different percentage among themselves, this occurred due to the variation of density found in the fibre webs. The images of the SEM showed the failures from the manufacturing process and the adhesion of fibre/matrix. When the samples were prepared with the dyed fibers to be applied in fashion, the results were positive, and it can be concluded that the main objective of this work was achieved / A busca por novas tecnologias ecologicamente corretas tem se tornado uma grande preocupa??o nas ?ltimas d?cadas. Estudos comprovam que comp?sitos polim?ricos refor?ados por fibras naturais s?o adequadas a um grande n?mero de aplica??es e seu uso ? vantajoso em termos econ?micos e ecol?gicos. O objetivo desta pesquisa ? a fabrica??o de um comp?sito refor?ado com fibra de sisal tingida e matriz de poli?ster para aplica??o na moda: vestu?rio, t?xteis lar, acess?rios de moda etc. Para o seu beneficiamento, as fibras de sisal foram submetidas aos diversos processos: tratamento qu?mico com hidr?xido de s?dio (NaOH) na retirada das impurezas; alvejamento para remo??o da cor amarelada natural da fibra e tingimento com corantes diretos para conferir as cores azul, verde e alaranjado. As fibras tingidas foram cortadas com comprimento de 30 mm e utilizadas na confec??o das mantas. Para isso utilizou-se um preparador de manta por imers?o, desenvolvido no Laborat?rio de Qu?mico T?xtil da UFRN. Os comp?sitos medindo 300 x 300 x 3 mm foram moldados por compress?o, com poli?ster insaturado ortoft?lico como matriz, e as amostras nos tamanhos 150 x25 x3 mm foram cortadas com aux?lio de uma m?quina ? laser, para serem submetidas ? an?lise mec?nica de tra??o e flex?o. As propriedades mec?nicas de tra??o e flex?o em tr?s pontos foram realizadas no Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos de Engenharia de Materiais da UFRN. As amostras resultantes das propriedades mec?nicas foram avaliadas no Microscopio Eletronico de Varredura (MEV) no CTG?s RN. Com base nas an?lises dos resultados dos ensaios mec?nicos, observou-se que os compositos tiveram bom comportamento mec?nico, tanto na tra??o como na flex?o. Tamb?m observou-se que no ensaio de absor??o de ?gua, as amostras tiveram um percentual diferente entre si, isso ocorreu devido ? varia??o da densidade encontrada nas mantas. As imagens do MEV mostraram as falhas provenientes do processo de fabrica??o e a ades?o fibra/matriz. Quando foram preparadas as amostras com as fibras tingidas para serem aplicadas na moda, os resultados foram positivos e pode-se concluir que o objetivo principal do presente trabalho foi atingido

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElisangelaBNH_DISSERT.pdf: 5500408 bytes, checksum: 312e914c2b5560a38c07ef6f6b3c70be (MD5) Previous issue date: 2013-01-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The composites manufactured with long fibres aligned in a single direction, and overlay has been shown to have better performance than the short fibers randomly distributed. In particular, the lignocellulosic fibers extracted from the sisal leaves, used in conjunction with the epoxy resin has attracted the attention of many researchers because the final properties of the system formed. In this work composites based on epoxy resin reinforced with sisal fibers were manufactured. The sisal fibres were treated with an alkaline solution of 0.06 mol/l NaOH. The treated, and untreated fibres were subjected to tension x extension tests. The composites were manufactured in the "Lossy" mold with the specifications of the samples to be produced (300x20x4 mm). The tension tests were carried out in accordance with the ASTM standards 3039 (for the composite aligned in a single direction) and ASTM D5573 (for composites in overlay), three point bending tests were performed according to ASTM D790. Analyzing the results of the tests of tension and three point bending tests, it was observed that the composites with the configuration of overlapping had the better elastic module in both tests. As to the maximum resistance to tension, the best result was the composites aligned in a single direction. Tests of absorption of water and micrographs are in progress / Os comp?sitos fabricados com fibras longas alinhadas unidirecionalmente e em sobreposi??o tem demonstrado que possuem melhor desempenho do que as fibras cortadas aleatoriamente distribu?das. Em especial, as fibras lignocelul?sicas extra?das do sisal, utilizadas em conjunto com a resina ep?xi tem atra?do a aten??o de muitos pesquisadores devido ?s propriedades finais do sistema formado. No presente trabalho foram fabricados comp?sitos ? base de resina ep?xi refor?ado com fibras de sisal. As fibras de sisal foram submetidas ao tratamento alcalino com NaOH a 0,06 mol/l, em seguida submetidas ao ensaio de tra??o na fibra tratada e n?o tratada. Os comp?sitos foram fabricados no molde denominado de Lossy (molde com perdas) usinado de acordo com as especifica??es das amostras a serem produzidas (300x20x4 mm). Os ensaios de tra??o foram realizados de acordo com as normas ASTM 3039 (Para os comp?sitos alinhados unidirecionalmente) e ASTM D5573 (Para os comp?sitos em sobreposi??o), os ensaios de flex?o em tr?s pontos foram realizados de acordo com as normas ASTM D 790. Analisando os resultados dos ensaios de tra??o e flex?o em tr?s pontos, foram observados que os comp?sitos com a configura??o de sobreposi??o teve melhor m?dulo de elasticidade em ambos os ensaios. Quanto a resist?ncia m?xima a tra??o o melhor resultado foi do comp?sito alinhado unidirecionalmente. No ensaio de absor??o de ?gua foi observado que os comp?sitos possuem um n?vel muito baixo de absor??o e o comp?sito alinhado unidirecionalmente obteve percentual de satura??o de 1,97 %. Nas micrografias, se observa as regi?es de ruptura/trincas do comp?sito e seu comportamento (fibra/matriz)

Os filtros de fibra flexível são módulos de filtração recentemente desenvolvidos cujo leito é constituído de fibras de poliamida, o que permite a obtenção de altas eficiências de remoção de sólidos associadas a altas taxas de filtração. Este estudo objetivou avaliar o desempenho deste tipo de filtro utilizando-se como meio filtrante fibras flexíveis de sisal e de polipropileno. Com isso se buscou aprofundar o entendimento da técnica de filtração em leito de fibras flexíveis, além de propor e avaliar leitos com fibras diferentes daquelas citadas na literatura (constituídas de poliamida), neste caso fibras naturais (sisal) e fibras de polipropileno. A superfície das fibras em estudo foi analisada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura e através de ensaios de solubilidade em ácido clorídrico e hidróxido de sódio, com a finalidade de investigar as características superficiais dos materiais filtrantes e sua solubilidade. Foram construídos 6 filtros com diâmetro interno de 28 mm e porosidade de leito de 93%, sendo 3 constituídos de fibras de sisal com comprimentos de leito de 25,60 e 100 cm, e 3 constituídos de fibras de polipropileno, também nos comprimentos de 25,60 e 100 cm. Em um segundo momento foi avaliado o desempenho de filtros constituídos de sisal nos mesmos comprimentos citados, no entanto com porosidade de leito de 85%. Foi utilizada para alimentação dos filtros água sintética com 8,19 ± 0,85 uT e 14,47 ± 5,25 uC e foi realizada coagulação in-line por meio da adição de 22,5 mg/L de sulfato de alumínio. Foram avaliadas taxas de filtração desde 5 m/h até 80 m/h no caso dos filtros do sisal com diferentes comprimentos e porosidades, e desde 20 m/h até 80 m/h no caso dos filtros de polipropileno. O limite de turbidez estabelecido para o filtrado foi de 1 uT. Puderam operar dentro do limite de turbidez estabelecido os filtros de polipropileno de 25,60 e 100 cm com taxa de 20 m/h e de 60 e 100 cm com taxas de até 80 m/h, e o filtro de sisal de 100 cm e 85% de porosidade com taxas de 20 e 40 m/h. Os maiores volumes de filtrado foram obtidos para filtro de polipropileno de 100 cm operando com taxa de 20 m/h, no entanto estes foram associados a maior perda de carga. Por outro lado, o filtro de sisal de 100 cm produziu menor quantidade de filtrado, porém com perda de carga associada consideravelmente baixa. Os melhores índices de filtrabilidade foram obtidos para o filtro de sisal de 100 cm de comprimento e 85% de porosidade de leito, o que indica seu potencial de aplicação, especialmente em ocasiões em que a carga hidráulica disponível seja restrita e a turbidez exigida do filtrado não seja demasiadamente baixa (inferior a 0,5 uT). Sugere-se a utilização de filtros constituídos de fibras de sisal como unidades de pré-filtração ou a construção de leitos com menor porosidade e maior comprimento de leito do que os utilizados neste estudo, caso se objetive aplicação em tratamento de água para abastecimento. Este estudo mostrou que é possível utilizar fibras de sisal e de polipropileno em filtros de fibras flexível, e a escolha dos diferentes tipos de fibras, comprimentos e porosidades de leito dependeria da disponibilidade no local, da qualidade do efluente exigida e da carga hidráulica disponível. / The flexible fiber filter is a filtration module recently developed whose filter media is made of polyamide fibers, what permits to obtain high solids removal efficiency associated to high application rates. The objective of this study was to evaluate the performance of this kind of filter using as filter media flexible fibers of sisal and polypropylene. With this it was intended to deepen the understanding of the filtration technique using flexible fibers as media and to propose and evaluate filter medias made of fibers different from the ones found in the literature: natural fibers (sisal) and polypropylene fibers. The fibers in study were analysed by means of optic and scanning electronic microscopy and through solubility essays in chloridric acid and sodium hydroxide, with the intention to characterize the filtering materials and find if there are restrictions of their use. Six filters with 28 mm of intern diameter and 93% of porosity were constructed, three being made of sisal fibers with 25, 60 and 100 cm of length, and three being made of polypropylene fibers, with 25,60 and 100 cm of length, too. In a second moment three other sisal fibers were constructed and evaluated, with the same lengths studied before, but with porosity of the filter medium of 85%. The filtration system was fed with synthetic water with 8,19 ± 0,85 uT and 14,47 ± 5,25 uC, and in-line coagulation was applied by the addition of 22,5 mg/L of aluminium sulfate. In the case of the sisal filters, made of different lengths and porosities, rates from 5 m/h to 80 m/h were evaluated; in the case of polypropylene filters, rates from 20m/h and 80m/h were evaluated. It was established as the turbidity limit the value of 1 uT. The filters that worked within the established turbidity limit were the polypropylene filters of 25,60 and 100 cm for the rate of 20 m/h and of 60 and 100 cm for rates until 80m/h, and the sisal filter of 100 cm and 85% of porosity for rates of 20 and 40 m/h. The biggest filtrate volumes were obtained for polypropylene filter of 100 cm working with the rate of 20 m/h; however this one was associated to the biggest values of pressure drop. On the other hand, the filter made of sisal with 100 cm produced a smaller quantity of filtrate, but associated to a considerably low value of pressure drop. The best filterability indexes were obtained for the filter made of sisal with 100 cm of length and 85% of porosity, what indicates its application potential, mainly to situations when there is not enough hydraulic charge and when the requested turbidity of the filtrate is not too low (less than 0,5 uT). It is suggested that the filters made of sisal are used as pre-filtration units or that they are built with smaller values of porosity and/or with a longer filter length than the ones used in this study, in the case that water treatment application is aimed. This study showed that it is possible to use sisal and polypropylene fibers in flexible fiber filters, and that the choice of different types of fibers, lengths and porosities depends on de availability of materials in the local, on the required quality of the filtrate and on the available hydraulic charge.

O presente estudo visou o desenvolvimento de biocompósitos a partir de matrizes poliméricas e reforços, com a maior proporção possível de componentes oriundos de fontes naturais. As resinas fenólicas são amplamente conhecidas e utilizadas devido à suas excelentes propriedades como estabilidade térmica e dimensional, resistência à chama e resistência química, porém, a matéria-prima utilizada na preparação desta resina (basicamente fenol e formaldeído) é obtida de fonte não-renovável. Assim, a substituição desses reagentes por equivalentes naturais corresponde a uma alternativa que vem ao encontro das preocupações atuais relacionadas com o meio ambiente, assim como pode ser vantajosa do ponto de vista econômico. Visando o aproveitamento de tanino e lignina, foi considerado o uso destas macromoléculas de origem vegetal como substitutas do fenol na preparação de resinas fenólicas do tipo resol: lignofenólica (lignina-fenol-formaldeído), lignina-formaldeído e taninofenólica. Além disso, o glioxal, um aldeído que pode ser obtido de fontes naturais, foi utilizado em substituição ao formaldeído em resinas glioxal-fenol do tipo resol e novolaca. As resinas preparadas foram caracterizadas usando espectroscopia na região de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear (1H e 13C RMN), termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e cromatografia de exclusão por tamanho (SEC). Estas resinas foram posteriormente utilizadas na preparação de termorrígidos, caracterizados por cromatografia gasosa inversa (IGC), e compósitos reforçados com fibras lignocelulósicas de sisal, com celulose isolada de sisal e celulose microcristalina, sendo os reforços caracterizados quanto à composição, cristalinidade, resistência à tração, IV, microscopia eletrônica de varredura (MEV), IGC, TG e DSC. Assim, compósitos com elevada proporção de materiais provenientes de fontes renováveis foram obtidos. Os compósitos foram caracterizados por várias técnicas, tais como, ensaio resistência ao impacto Izod, MEV, ensaio de absorção de água, análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), além de TG e DSC. Os resultados obtidos indicaram que a lignina e o tanino podem substituir com sucesso o fenol na preparação das matrizes fenólicas, sem que ocorra prejuízo para a resistência ao impacto, que corresponde a uma propriedade muito importante para compósitos. A absorção de água aumentou quando tanino e lignina estavam presentes na matriz, porém a variação observada não foi muito significativa, não inviabilizando o uso dos materiais obtidos em ambiente exposto à umidade. A utilização da fibra lignocelulósica de sisal e de celulose como agentes de reforço nas matrizes resultou na melhoria das propriedades mecânicas dos compósitos, aumentando a resistência ao impacto e a rigidez dos mesmos, relativamente ao termorrígido. Os compósitos reforçados com fibra lignocelulósica de sisal foram os que apresentaram maiores valores de resistência ao impacto, provavelmente devido ao comprimento destas fibras, o que contribui para a distribuição eficiente de tensões ao longo da matriz. Além disso, os resultados mostraram que a celulose de sisal e a microcristalina também podem ser consideradas como um bom material de reforço, pois apesar de não terem aumentado a resistência ao impacto de forma tão significativa, os compósitos reforçados com estes materiais absorveram menor quantidade de água, com relação àqueles reforçados com fibras lignocelulósicas de sisal. Entre os compósitos de matriz taninofenólica o reforçado com 50% de fibra de sisal foi o que apresentou a maior resistência ao impacto (416 J m-1), elevada rigidez e o menor módulo de perda, confirmando a boa interação na interface fibra/matriz deste compósito. O compósito lignofenólico reforçado com 30% de fibra lignocelulósica de sisal apresentou excelentes propriedades, como elevada resistência ao impacto (459 J m-1). Os parâmetros obtidos via IGC indicaram que as interações entre a matriz lignofenólica e a fibra de sisal devem ocorrer principalmente através de interações favoráveis entre os sítios ácidos e os sítios básicos destes materiais, possibilitando o estabelecimento de ligações hidrogênio na interface fibra/matriz. Adicionalmente, a presença de estruturas típicas de lignina na resina e nas fibras deve intensificar a afinidade entre ambas aumentando a \"molhabilidade\" da fibra durante a etapa de impregnação, intensificando a adesão fibra/matriz. As boas propriedades do compósito de matriz lignofenólica incentivaram o desenvolvimento de uma matriz em que o fenol foi totalmente substituído pela lignina, a matriz lignina-formaldeído. O compósito de matriz lignina-formaldeído reforçado com 40% de fibra de sisal foi o que apresentou a maior resistência ao impacto (512 J m-1) entre todos os compósitos preparados no presente estudo, sendo o mais indicado no caso de aplicações em que a resistência ao impacto seja um fator determinante. As imagens de MEV deste compósito revelaram uma excelente interação na interface fibra/matriz. Adicionalmente, o compósito de matriz lignina-formaldeído reforçado com 70% de fibra de sisal foi o compósito preparado com maior proporção de matérias-primas de fontes renováveis. Este compósito apresentou elevada resistência ao impacto (406 J m-1) e absorção de água comparável ao dos compósitos reforçados com menores proporções de fibras. Os compósitos reforçados com celulose de sisal e celulose microcristalina foram os que apresentaram o maior módulo de armazenamento e, portanto, maior rigidez, como consequência de a celulose ser um material de alta cristalinidade que pode agir como entrecruzador físico, aumentando a rigidez dos materiais. Os compósitos de matriz glioxal-fenol novolaca foram os compósitos que apresentaram a menor absorção de água, muito inferior à apresentada pelo compósito de matriz fenólica que é tradicionalmente usado. O compósito glioxal-fenol novolaca reforçado com celulose microscristalina apresentou absorção de água comparável à do termorrígido fenólico, com a vantagem de ser preparado com elevada proporção de materiais provenientes de fontes renováveis. No geral os compósitos, que foram preparados com elevada proporção de materiais obtidos de fontes renováveis, apresentaram excelentes propriedades, comparáveis ou até superiores aos materiais produzidos com matérias-primas provenientes de fontes não-renováveis. Estes compósitos apresentam potencial para diversas aplicações, como em partes internas de automóveis e aeronaves. / The present study aimed at developing biocomposites combining polymeric matrices and reinforcement agents, employing the highest possible proportion of materials obtained from natural sources. Phenolic resins are widely known and used due to their excellent properties, such as dimensional and thermal stability, flame resistance and chemical resistance. However, raw materials used in the production of phenolic resins, namely phenol and formaldehyde, are obtained on a large-scale from non-renewable sources. Hence, the replacement of these reagents by equivalent ones obtained from non-fossil sources is interesting from both the environmental and economical perspectives. In this study, lignin and tannin, two macromolecules obtained from natural sources, were employed as substitutes of phenol in the preparation of resol-type phenolic resins: lignophenolic (lignin-phenol-formaldehyde), lignin-formaldehyde and tannin-phenolic. Also, the glyoxal, an aldehyde that can be obtained from natural sources, was used as a substitute for the formaldehyde in the preparation of resol and novolac-type glyoxal-fenol resin. The resulting resins were analyzed using infrared spectroscopy (IR), nuclear magnetic resonance (1H and 13C NMR), thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC) and size exclusion chromatography (SEC). These resins were later used in the preparation of thermosets and composites reinforced with natural materials: lignocellulosic sisal fiber, cellulose isolated from sisal and microcrystalline cellulose. As a result, new composites with high proportion of materials obtained from renewable sources were developed. These composites were analyzed by Izod impact strength test, SEM, water absorption test, dynamic mechanical thermoanalysis (DMTA), TG and DSC. Thermosets were analyzed by all the tests applied to composites and also inverse gas chromatography (IGC). Reinforcements were analyzed by X ray diffraction, tensile strength test, scanning electron microscopy (MEV), IGC, IV, TG and DSC. Results indicated that lignin and tannin can successfully replace the phenol in the preparation of phenolic thermoset matrices, resulting in materials with equivalent properties, especially that of the impact strength, which represents an important property for a composite. The use of lignocellulosic sisal fiber and the celluloses as a reinforcement agent in the matrices resulted in composites with improved mechanical properties compared to the thermosets, including higher impact strength and higher stiffness. The composites reinforced with lignocellulosic sisal fibers presented the highest values of impact strength, probably due to the length of these fibers, which contributes to an efficient distribution of the tension along the matrix. Results also revealed that sisal and microcrystalline celluloses are good reinforcement agents. Although they led to a relatively lower impact strength increase, the composites reinforced with these celluloses absorbed less water than those reinforced with lignocellulosic sisal fibers. Among the composites of tannin-phenolic matrix, the composite reinforced with 50% of lignocellulosic sisal fibers presented the highest impact strength, the lowest loss modulus, and yet a high stiffness, confirming its good interaction in the fiber/matrix interface. The lignophenolic composite reinforced with 30% of lignocellulosic sisal fiber presented excellent properties such as a high impact strength. The parameters obtained by IGC indicated that the interactions between the lignophenolic matrix and the sisal fiber occur mainly by means of favorable interactions between the acid sites and basic sites of these materials. These interactions allow the establishment of hydrogen bonds in the fiber/matrix interface. In addition, the presence of typical structures of lignin in both resin and fibers improves the affinity between these two components, increasing the \"wettability\" of the fibers during the impregnation step and, consequently, increasing the fiber/matrix adhesion. The good properties of the lignophenolic composite encouraged the development of a matrix in which the phenol was totally replaced by lignin: the lignin-formaldehyde matrix. The lignin-formaldehyde composite reinforced with 40% of sisal fiber presented the highest impact strength compared to all other composites prepared in this study. Hence, this composite is the most suitable for applications where the impact strength is a crucial factor. The SEM images of this composite revealed an excellent interaction in the fiber/matrix interface. In addition, the lignin-formaldehyde composite reinforced with 70% of sisal fibers, which is the composite prepared with the highest proportion of natural materials, also presented excellent properties, such as high impact strength and low water absorption equivalent to that of composites reinforced with smaller proportion of fibers. The composites reinforced with sisal and microcrystalline cellulose presented the highest storage moduli and, therefore, the highest stiffness. This occurs mainly because cellulose is a material of high-crystallinity that can act as a physical cross-linker, increasing the stiffness of the materials. The composites of novolac glyoxal-phenol matrix presented the lowest water absorption. Actually, much lower than that of phenolic (phenol-formaldehyde) composite that is worldwide used. The novolac glyoxal-phenol composite reinforced with microcrystalline cellulose presented water absorption comparable to that of phenolic thermoset, with the advantage of having high proportion of materials from renewable sources in its composition. In summary, the composites prepared with high proportions of materials obtained from renewable sources, presented excellent properties, comparable or superior to those of materials derived from non-renewable sources. Results indicate that these new composites are feasible and interesting alternatives for a range of applications, including the manufacturing of automobile and aircraft internal parts.

As resinas do tipo fenólica são amplamente utilizadas devido à sua diversidade de aplicações. Considerando as inúmeras vantagens desta resina (estabilidade térmica e dimensional, alta resistência à chama, etc.), este trabalho teve como um dos objetivos melhorar as propriedades mecânicas do termorrígido fenólico, pois estes são frágeis quando não reforçados. Fibras lignocelulósicas naturais foram usadas como reforço no termorrígido fenólico, o que levou a obtenção de biocompósitos. Devido a grande disponibilidade de fibras de bagaço de cana de açúcar no país, como subproduto de agroindústrias, estas fibras foram utilizadas na produção dos compósitos (sendo substituído em até 70% da matriz termorrígida por fibra natural), com a finalidade de atribuir maior valor agregado que o tradicionalmente encontrado para estas fibras. Tendo em vista que atualmente estas fibras podem ser obtidas como resíduo da agroindústria na forma queimada e não queimada, um estudo comparativo foi feito usando ambas as fibras. Compósitos fenólicos foram preparados com as fibras queimadas e não queimadas e os resultados obtidos de resistência ao impacto, módulo de armazenamento e absorção de água mostraram que não há diferenças significativas entre as propriedades de ambos. Considerando estes resultados, a continuidade do trabalho foi realizada com as fibras de bagaço de cana queimado, devido à maior disponibilidade atual destas fibras. Também foram utilizadas fibras de sisal, tradicionalmente conhecidas pelas excelentes propriedades mecânicas e disponibilidade em grande escala no país, para fins comparativos. Adicionalmente, visando aumentar a proporção de uso de matéria prima oriunda de fonte renovável, o lignossulfonato de sódio (NaLS) e lignina organossolve (LO), macromoléculas obtidas a partir de fibras lignocelulósicas, substituíram em 100% o fenol nas reações de obtenção de resinas do tipo resol (obtidas em meio alcalino). Ainda, o formaldeído foi substituído pelo glutaraldeído, um dialdeído, visando-se síntese de resinas alternativas a fenol-formaldeído, tradicionalmente usada. Também, as fibras de bagaço de cana queimadas foram tratadas em solução de NaLS, em banho de ultrassom. Este tratamento foi escolhido por se tratar do uso de macromolécula oriunda de fontes renováveis, assim como pelo fato de a fibra (bagaço de cana) conter alto teor de lignina, o que leva à perspectiva de intensificação da afinidade fibra/agente de tratamento, além de intensificar as interações fibra/matriz, devido à presença de anéis do tipo fenólico em ambas, superfícies das fibras e matriz. As fibras foram caracterizadas quanto à composição química e analisadas via termogravimetria (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), cromatografia gasosa inversa (IGC), espectroscopia na região de infravermelho (IV), cromatografia liquida de alta performance (HPLC, para determinação do teor de açúcares no bagaço de cana queimado) e difração de raios X. O termorrígido fenólico (não reforçado) e compósitos (matriz fenólica e matrizes baseadas em LO e NaLS reforçados por fibras com distribuição aleatória, em diferentes proporções e comprimentos) foram caracterizados por TG, DSC, IV, MEV, DMTA, resistência ao impacto Izod, resistência à flexão quanto à capacidade de absorção de água. Termorrígidos preparados a base de NaLS apresentaram grande fragilidade após a moldagem, tendo sido apenas submetidos a análises de TG, DSC e cromatografia gasosa inversa (IGC), devido à impossibilidade de realizar outros ensaios. As análises de IGC foram realizadas para fibras e matriz, obtendo-se parâmetros relacionados à energia de superfície e disponibilidade de sítios ácidos e básicos. Os resultados de IGC obtidos para as fibras, tratadas e não tratadas, confirmaram que houve a adsorção do lignossulfonato sódio à superfície destas devido ao aumento de sítios ativos (ácidos e básicos) disponíveis. Os valores de IGC obtidos para as matrizes sugerem que as interações fibra/matriz são favorecidas, principalmente quando o NaLS está presente em ambos os componentes (fibra/matriz). Os resultados obtidos na caracterização dos compósitos indicaram que o lignossulfonato de sódio e a lignina organossolve podem substituir o fenol na formulação de resinas. A utilização de fibras como reforço melhorou as propriedades mecânicas dos materiais, comparativamente aos termorrígidos. Dentre os compósitos preparados com bagaço de cana, a amostra que apresentou melhor desempenho nos ensaios de impacto foram os compósitos de matrizes baseadas em glutaraldeído-LO (112 J m-1) e glutaraldeído-NaLS (82 J m-1). Os compósitos de matriz baseada em formaldeído-NaLS reforçados com fibras de sisal apresentaram melhor desempenho no ensaio de resistência ao impacto (1029 J m-1) e menor quantidade de água absorvida quando imerso em água, comparado aos demais compósitos preparados neste trabalho. As análises de MEV comprovaram a intensificação da adesão entre as fibras de sisal e a matriz, quando esta é preparada a partir de NaLS. Compósitos reforçados com fibras de sisal foram os que apresentaram melhor desempenho mecânico, tanto em resistência ao impacto quanto em flexão, provavelmente devido às propriedades intrínsecas das fibras de sisal. No geral, quando os termorrígidos foram reforçados com as fibras lignocelulósicas, bagaço de cana ou sisal, apresentaram resultados de estabilidade térmica e mecânica satisfatórios. Destaca-se que compósitos preparados com alto teor de material proveniente de fonte renovável, como os compósitos reforçados com até 70% de fibra, e os compósitos com matriz baseada em 100% de lignossulfonato de sódio e lignina organossolve, apresentaram grande potencial para diferentes aplicações, tais como no setor de embalagens e automotivo, neste caso para aplicações não estruturais. / Phenolic resins are widely known due to their diverse applications. Considering the many advantages of this type of resin (flame resistance, thermal and dimensional stability, etc), this study has one objective: the improvement of the mechanical properties of the phenolic thermoset, because this material is fragile when it is not reinforced. Natural lignocellulosic fibers were used as reinforcement in the phenolic thermoset leading to the obtaining of biocomposites. Because the fibers from sugarcane bagasse are byproducts widely available by agricultural industries in this country, these fibers were used in the production of the composites (the thermoset phenolic was replaced by up to 70% natural fibers) - the purpose was to assign greater value than traditionally found for these fibers. Currently, sugarcane fibers can be obtained from natural and burned bagasse. A comparative study was realized using both fibers. Phenolic composites were prepared with the burned fibers and the results obtained from the impact resistance, storage modulus and water absorption showed that they are not significantly different when it comes to the properties of both. Considering these results, the continuity of this study was realized with the burned fibers of sugarcane due to the higher and current availability of this fiber. Lignocellulosic fibers, are traditionally known because of their excellent mechanical properties and wide availability, like the sisal ones used in the present work for comparative reasons. Sisal fibers are available in large scale, facilitating their use. Additionally, sodium lignosulphonate (NaLS) and organosolv lignin (LO), which are macromolecules obtained from the lignocellulosics fibers were used to increase the proportion of the raw materials from renewable sources for a possible phenol substitute in resin reaction, resol type (an alkaline medium). Also, formaldehyde was replaced by glutaraldehyde aiming at the synthesis alternative resin to phenol-formaldehyde, which is traditionally used. Furthermore, burned sugar cane bagasse fibers were treated in NaLS solution, in ultrasonic bath. This treatment was chosen because this macromolecule is from renewable resources and as well as the fibers (sugarcane bagasse) have high content of lignin, which leads to the perspective of affinity intensification between fibers/lignin and fibers/matrix, due to the presence of the aromatics rings in both surfaces. The fibers were characterized in terms of chemical composition and analyzed by thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), inverse gas chromatography (IGC), infrared spectroscopy (IV), high performance liquid chromatography (HPLC, determination of the sugar content in the burned sugar cane bagasse) and X-ray diffraction. The lignin and resin were characterized by SEC, RMN 1H and RMN 31P. The thermosets (not reinforced) and composites (phenolic matrix and LO and NaLS matrix reinforced with randomly dispersed fibers) were characterized by TG, DSC, IV, Izod impact strength, MEV, flexural strength, DMTA and also the water absorption capacity was evaluated. Thermoset prepared based on NaLS showed great weakness after molding, being submitted only to analysis by TG, DSC and inverse gas chromatography (IGC), due to the impossibility of doing other tests. IGC analysis were realized for fibers and matrix. Parameters related to surface energy and availability of acids and basics sites were obtained. IGC results obtained for the fibers, treated and untreated, confirm that there was adsorption of lignosulphonate in these surfaces due to the increase of available active sites (acids and basics). IGC values obtained for matrix suggest that fiber/matrix interactions are favored, mainly when the NaLS is present in both components (fiber/matrix). The results obtained in the characterization of the composites indicated that lignosulphonate sodium and organosolv lignin can substitute the phenol in the resin formulation. Fibers used as reinforcement improved the mechanical properties of materials, compared to thermosets. Among the composites prepared with sugarcane bagasse, the sample that showed better performance in the impact test were the composites based on glutaraldehyde -LO (112 J m-1) and glutaraldehyde -NaLS (82 J m-1). Composites based on formaldehyde -NaLS reinforced with sisal fibers showed better performance in impact test (1009 J m-1) and less water absorbed when immersed in water, compared to others composites prepared in this study. SEM analysis confirmed the adhesion intensification between the sisal fibers and the matrix, when this is prepared from NaLS. Composites reinforced with sisal fibers showed the best mechanical performance, such as impact strength and flexural strength, probably due to the intrinsic properties of sisal fibers. In general, when the thermosets were reinforced with lignocellulosic fibers, sugarcane bagasse or sisal, they showed satisfactory results of the thermic and mechanical stability. It should be highlighted that composites prepared with high content of material from renewable sources, as the composites reinforced up to 70% fibers and composites with matrix based on 100% lignosulphonate and organosolv lignin, they showed great potential to different applications, such as in the packaging sector and the automotive one, in this case to non-structural applications.

[pt] Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico e experimental sobre o comportamento estrutural de um módulo de ponte tensegrity para pedestres com materiais naturais. Inicialmente é apresentado o conceito de estruturas tensegrity, destacando-se seu surgimento e atual contexto, aplicações e estudos relacionados a este sistema estrutural. Também é apresentada a importância e os benefícios da utlização de materiais naturais na construção civil. Um projeto de ponte tensegrity para pedestres realizado previamente é selecionado como objeto de estudo. Com base em suas principais características, realiza-se um protótipo do módulo da ponte em escala 1:25. Propõe-se um método construtivo considerando técnicas ajustáveis para montagem e desmontagem. Posteriormente, um protótipo em escala de aproximadamente 1:6 é construído utilizando colmos de bambu da família Phyllostachys aurea para as estroncas e cordas de sisal para os cabos. O módulo é instrumentado e ensaiado estatica e dinamicamente a fim de avaliar a influência das perdas de pretensão por fluência e relaxação sobre o comportamento da estrutura. Os resultados obtidos dos ensaios experimentais são comparados com as previsões numéricas obtidas com auxílio de modelo computacional quanto às tensões atuantes e os modos de vibração. Através do cruzamento dos dados foi possível determinar indiretamente o nível de pretensão aplicado no módulo tensegrity e avaliar a perda de pretensão ao longo do tempo. As investigações estática e dinâmica apresentaram considerável afinidade. / [en] In this work, a theoretical and practical study of the behavior of a tensegrity based pedestrian bridge constructed with natural materials is presented. Initially it is shown the concept of tensegrity structures, highlighting its emergence and current context, applications within civil engineering and studies related to this structural system. The importance and benefits of using natural materials in civil construction are also presented. A pedestrian bridge design made using tensegrity structure is designated as study object and a prototype of the bridge s module is built in 1:25 scale. A constructive method is proposed considering deployable techniques for assembly and disassembly. Subsequently, a prototype on a 1: 6 scale is built using Phyllostachys aurea bamboo culms for the struts and sisal ropes for the cables. The module is instrumented and tested statically and dynamically in order to understand the processes of loss of prestress and creep on the structure s behavior. The results obtained from the experimental tests are compared with the numerical predictions obtained with the aid of a computational model regarding the stresses and the vibration modes. Through the crossing of the data it was possible to indirectly determine the level of prestress applied in the tensegrity module and to evaluate the loss of prestress over time. The static and dynamic investigations showed considerable affinity.