Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-14T22:58:06Z No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-14T22:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02c.pdf: 4143631 bytes, checksum: f74eb64ed042d68302da8c134a634656 (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o objetivo de reduzir a geração de resíduos nos processos industriais e agrícolas, bem como melhor reaproveitá-los, seja no próprio processo produtivo ou como matéria-prima na elaboração de outros materiais, tem-se cada vez mais investido em pesquisas para a transformação destes, até então considerados apenas resíduos industriais, em produtos de interesse comercial. Neste sentido, as cascas residuais oriundas do processo de beneficiamento de arroz vêm sendo utilizadas como combustível, visando ao aproveitamento energético. Mediante a queima da casca de arroz é gerada a cinza de casca de arroz composta basicamente de sílica, potencializando o uso deste resíduo em diferentes segmentos industriais. Muitos trabalhos aplicam a cinza de casca de arroz na construção civil, visto que grande parte dessas cinzas apresenta características pozolânicas decorrente da alta concentração de sílica amorfa presente no material. Pesquisas têm demonstrado que estas cinzas também apresentam potencialidade de aplicação como material adsorvente. No entanto, a cinza de casca de arroz apresenta-se, muitas vezes, como um material heterogêneo tanto na sua composição granulométrica quanto na sua composição química. Estas características podem interferir nas aplicações limitando seu aproveitamento. A segregação dos resíduos é uma técnica amplamente aplicada no gerenciamento de resíduos sólidos industriais e pode oportunizar a reciclagem dos materiais segregados. Neste contexto, este trabalho tem como proposta principal contribuir para a valorização do resíduo cinza de casca de arroz como co-produto através da etapa de segregação. Foi estudada a influência da segregação da cinza da casca de arroz nas características fisicoquímicas, bem como no seu desempenho como material pozolânico e adsorvente. As amostras e as frações segregadas foram caracterizadas através de parâmetros físicos (perda ao fogo, massa específica, área superficial, distribuição granulométrica) parâmetros químicos (análise química, difração de raio-X) e parâmetros microestruturais (microscopia eletrônica de varredura com espectro de dispersão de energia-EDS). A atividade pozolânica foi determinada após moagem das amostras e das frações através de ensaios de Pozolanicidade com o cimento e Condutividade Elétrica. Os ensaios de adsorção foram realizados com soluções de Cr(VI). O cromo residual foi quantificado pelo método colorimétrico da 1,5- difenilcarbazida. Resultados obtidos demonstraram que a segregação configura-se numa etapa importante, pois remove impurezas e contaminantes presentes na amostra, bem como origina frações diferentes, evidenciadas nos ensaios de caracterização. Nos ensaios de atividade pozolânica, observou-se que a influência da segregação relaciona-se com o tipo de processo de combustão aplicado para a obtenção da cinza. Nos ensaios de adsorção, observou-se que a segregação influenciou na remoção de cromo hexavalente. O estudo demonstrou, nas condições testadas, a viabilidade do uso de cinza de casca de arroz na adsorção do metal quando ajustados os parâmetros do processo que favoreçam a remoção dos íons de cromo. / The main objective for the industry is to reduce the generation of wastes, or to find better uses to them, such as in the own productive process or as raw material in the elaboration of other materials. Also, a great amount of funds has been invested in researches for the transformation of such wastes, in by-products of commercial interest. In this way, the rice husk from the rice processing have been used as combustible, for producing energy. Rice husk ashes are generated from the rice husk burning, which presents a potential to be used as raw material in the production of several products in different industry sectors. Most of the works apply the rice husk ash in civil construction, because a great part of those ashes present pozzolanic characteristics as a result of their amorphous chemical structure and the high silica content. In fact, between other factors, the pozzolanicity of rice husk ash depends on the thermal process applied to the rice husk during burning. Researches have been demonstrating that the ashes also may be potentiality applied as adsorbent. However, the rice husk ash comes, many times, as a heterogeneous material so much in your particle size distribution as in your chemical composition. These characteristics can interfere in the applications limiting your use. The segregation of the wastes is thoroughly a technique applied in the administration of industrial solid waste and it can guarantee the recycle of the segregated materials. This work has as main objective to contribute for the valorization of the waste rice husk ash as coproduct through the segregation stage. It was studied the influence of the segregation of the rice husk ash, in physical-chemical characteristics, as well as your acting as pozzolanic and adsorbent. The samples and segregated fractions were characterized via physical (fire loss, specific gravity, specific surface area, particle size distribution), chemical (chemical analysis, X Ray diffraction) and microstructural parameters (scanning electronic microscopy with energy dispersion spectroscopy – EDS). The pozzolanic activity was determined after grinding the samples and the fractions via Cement pozzolanic and Electric Conductivity Methods. The adsorption rehearsals were accomplished with Cr(VI) solutions, that was quantified by the colorimeter method using 1,5-difenilcarbazida. Results demonstrated that the segregation became an important step, because removes impurities and contaminants from the samples and also originates fractions with different characteristics. It was observed, in pozzolanic activity, that the influence of the segregation links with the type of applied combustion process for the obtaining of the ash. It was observed, in adsorption rehearsals, that the segregation influenced in the removal of chromium (VI). Adsorption results showed, considering the experimental conditions in this work, the viability of the use of rice husk ash in the adsorption of chromium (VI) when adjusted the process’s parameters that guarantee the removal of chromium.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-10-28T11:36:30Z No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T11:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Gustavo Brusius Wilbert_.pdf: 4731645 bytes, checksum: 08c801a9545a481516dfe01632256d9c (MD5) Previous issue date: 2015-07-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / O setor da construção civil é responsável por um grande impacto ambiental, destacando-se dois principais fatores, a quantidade de matéria-prima consumida e de resíduos gerados. Estes resíduos, em grande parte apresentam um grande potencial de reciclagem. Dentre estes resíduos, os de concreto apresentam um excelente potencial de utilização. Inúmeras pesquisas já comprovaram a viabilidade de utilização do Agregado Reciclado de Concreto (ARC). Porém, a menor qualidade do ARC em comparação aos agregados naturais, resultada em queda no desempenho destes concretos, principalmente nas propriedades de durabilidade. Como consequência ocorre um enfraquecimento da zona de transição entre a argamassa velha e a nova. Em função desta queda de desempenho ao se utilizar ARC, a presente pesquisa teve por objetivo a análise desta zona de transição, através do estudo da interface entre duas argamassas de concreto por meio da técnica de nanoindentação. Para esta análise foram moldados agregados reciclados de concretos modificados, todos no traço referência (sem adição), e posteriormente aplicada uma nova camada de argamassas com diferentes traços. Os traços variaram entre dois tipos de adição (Finos Basálticos – FB e Cinza da Casca de Arroz – CCA), em diferentes teores de adição ao cimento, 0, 5, 10 e 15% para os finos e 0, 5 7,5 e 10% para a CCA. Após cura de 63 dias, as amostras foram preparadas para a realização dos ensaios. Para a análise das medidas de nanoindentação na interface, foram propostos três métodos de análise. As propriedades macroestruturais foram avaliadas aos 28 dias, como módulo de elasticidade dinâmico, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e absorção de água por capilaridade. Os resultados demonstraram a melhora das propriedades macroestruturais das argamassas com 15% de FB e CCA em relação à referência. Foram identificadas alterações na região de interface entre as argamassas no traço com 15% de finos de basalto e em todos os traços com CCA, que apresentaram os melhores resultados. A comparação entre a região mais próxima à zona de transição resultou, para todos os traços, em valores semelhantes aos obtidos em regiões de pastas mais distantes à zona de transição, demonstrando que o uso de uma argamassa antiga na condição seca (simulando um agregado reciclado seco) melhorou as condições da zona de transição com a argamassa nova. / Construction is responsible for a large environmental impact, highlighting two main factors: consume of raw materials and generation of waste materials. By other hand, construction and demolition waste has a good potential of recycling. Many studies have demonstrated the viability of using recycled concrete coarse aggregate (RCA) in new concrete. However, due to the RCA’s properties, most results point to a lower durability of the concrete. It is also consensus that the main reasons for the lower quality of the new concrete are the mortar layer adhered to the natural aggregate and the weakening in the new Interfacial Transition Zone (ITZ) between the old and the new mortar. This study analyze the new interfacial transition zone in these concretes through nanoindentation. There were produced recycled concrete aggregates without addition of filler, and over these aggregates there were produced a new mortar layer with different mix compositions. There were used basaltic filler and rice husk ash-RHA in different levels of addition: 0, 5, 10 and 15% for the filler, and 0, 5, 7,5 and 10% for the ash. Their interfaces were evaluated using different methodologies. Modulus of elasticity, compressive strength, tensile strength and capillarity were determined. The use of fines improved the mortar properties in relation to the reference, especially those with 15% filler and the samples with RHA. The region near to the ITZ shows similar elastic moduli values to those obtained in the paste, in all mortars, proving that using dry recycled aggregates the new mortar loose water to the aggregates and increase their mechanical properties.

O refinamento dos poros, associado à reação pozolânica e ao efeito filer, reduz a permeabilidade do concreto com cinza de casca de arroz (CCA), o que pode antecipar a sua degradação em altas temperaturas. A literatura mostra que o concreto reidratado em água pode recuperar substancialmente a sua resistência inicial, porém, os estudos sobre a reidratação ao ar e sobre a influência do modo de resfriamento na reidratação são escassos. A pesquisa desenvolvida teve como principal objetivo avançar na análise experimental de concretos convencional e com CCA em altas temperaturas e na reidratação. Na etapa exploratória se avaliou a influência da temperatura de exposição, da adição mineral, do ambiente de acondicionamento, da taxa de aquecimento e do tempo de exposição na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na etapa principal se avaliou a influência do modo de resfriamento, da adição e da idade de reidratação na resistência residual. Complementarmente se utilizou o ensaio de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) para avaliar o grau de microfissuração e correlacionar a VPU com as propriedades mecânicas residuais. Na etapa exploratória concluiu-se que a adição, a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de exposição influenciaram significativamente os resultados. O concreto com CCA cristalina apresentou pior desempenho em altas temperaturas. O concreto com CCA amorfa apresentou desempenho ligeiramente inferior ao concreto convencional em 200°C, devido ao efeito da poro-pressão. No entanto, ambas as CCA podem ser alternativas viáveis considerando sustentabilidade. Na etapa principal, o resfriamento brusco com água provocou maior redução na resistência devido aos gradientes térmicos, porém, permitiu maior recuperação logo nos primeiros sete dias de reidratação. Apesar da recuperação parcial, a resistência ao fim de 154 dias foi inferior a 40% do valor inicial. Nas análises térmicas e de DRX foi possível observar nos concretos resfriados com água a recristalização dos aluminatos de cálcio, do C-S-H e da portlandita, em maior grau no concreto convencional. Foi possível observar correlações fortes entre as variáveis de resposta na etapa exploratória, porém, o mesmo não ocorreu na etapa principal, devido à fissuração e presença de água nos poros. / The pore refinement, associated with the pozzolanic reaction and the filler effect, reduces the permeability of blended concrete with rice husk ash (RHA), which can anticipate its degradation at high temperatures. The literature shows that concrete rehydrated with water can recover substantially its initial strength, but studies on rehydration in air and on the influence of the cooling method on rehydration are scarce. The main objective of this research was to evaluate the performance at high temperatures and in rehydration of conventional and blended concretes with RHA. In the exploratory stage, the influence of exposure temperature, mineral admixture, conditioning environment, heating rate and exposure time on residual strength and modulus of elasticity of heated concrete was evaluated. In the main stage, the influence of cooling method, mineral admixture and time of rehydration in an unsaturated environment on residual strength of concrete was evaluated. The ultrasonic pulse velocity test (UPV) was used to evaluate the degree of micro cracking of concrete and to correlate the UPV with residual strength and modulus. In the exploratory stage it was concluded that mineral admixture, temperature, heating rate and time of exposure significantly influenced the results. In general, concrete with partially crystalline RHA presented the worst performance at high temperatures. Concrete with amorphous RHA presented worse performance than conventional concrete only at 200°C, due to the pore-pressure effect. Despite these results, RHA can be a viable option considering sustainability and high temperatures performance. In the main stage, the rapid cooling with water caused a greater reduction in strength, due to thermal gradients, however, caused a greater strength recovery in the first seven days of rehydration. Despite this partial recovery, the final strength of both concretes after 154 days of rehydration was less than 40% of the initial value. In water-cooled concretes thermal and XRD analyzes show recrystallization of the calcium aluminates, C-S-H and portlandite, to a greater degree in conventional concrete. In the exploratory stage it was possible to observe strong correlations between the independent variables; however, the same did not occur in the main stage, due to cracking and to the presence of water in the pores.

Polímeros híbridos são caracterizados por conter numa mesma partícula dois tipos diferentes de polímero, normalmente incompatíveis e ligados por ligações covalentes. Neste trabalho, a síntese de um polímero híbrido acrílico-alquídico pelo processo de miniemulsão foi investigada. Com o objetivo de compreender como diferentes variáveis na fórmula afetam as características físico-químicas finais do látex, um planejamento experimental foi desenhado com o auxílio do software DX9 e os resultados analisados por modelos empíricos de superfície de resposta. Os fatores variados (variáveis independentes) foram: quantidade de co-estabilizante, surfactante e iniciador. Cada um dos fatores contribuiu para a alteração de pelo menos uma característica avaliada, e a sinergia entre eles afeta diretamente o teor de RDG, resposta indicativa do grau de grafitização entre as espécies. O coestabilizante contribuiu para o aumento do diâmetro médio de gotas e da polidispersidade de tamanho de partículas, enquanto reduziu a dureza do filme. A concentração de surfactante alterou o número de partículas por litro, reduzindo o diâmetro médio de partículas e aumentando a polidispersidade. O iniciador aumentou a conversão monomérica. Todas as dispersões de polímero híbrido produzidas apresentaram redução do tamanho médio de gotas para partículas, indicando evidência de nucleação secundária. As avaliações por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e microscopia de força atômica (AFM) mostraram que a morfologia obtida é do tipo núcleo-casca. / Hybrid polymers are defined by the presence of two or more different kinds of polymers in the same particle, typically incompatible and linked by covalent bonds. In this work, the synthesis of an alkyd-acrylic hybrid polymer produced by miniemulsion polymerization has been investigated. With the goal of understanding how different variables in the recipe affect the final characteristics of the latex, a design of experiment was planned using DX9 software and the results were analyzed by response surface methodology. The factors studied (independent variables) were: amount of co-stabilizer, surfactant and initiator. Each of these factors contributed to change at least one of the evaluated characteristics, and the synergy between them directly affects the RDG content, response of the polymer degree of grafting. Costabilizer contributed to increase the average droplets diameter and polydispersity of particle size, while reducing the film hardness. The amount of surfactant changed the number of particles, reducing the average particle size and increasing polydispersity. Initiator increased the monomer conversion. All hybrids dispersions presented a decrease in the droplet size to particle size, indicating evidence of secondary nucleation. Core-shell morphology was observed through transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM).

Estudo realizado acerca da utilização de dois resíduos sólidos industriais (RSI) gerados em grande quantidade no Brasil, na obtenção de vidros soda-cal destinados à produção de embalagens. Os resíduos avaliados foram a cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo do catalisador usado das unidades de Craqueamento Catalítico Fluido das Petroquímicas (ECAT), ambos podem ser classificados como resíduos sólidos de classe II de acordo com a norma NBR 10.004. Esta nova proposta para destinação desses resíduos é uma alternativa às atuais disposições, buscando não apenas minimizar os impactos ambientais gerados, mas também a valorização dos mesmos como matérias-primas. Para a produção das amostras, além da utilização dos RSIs, foram também utilizados óxidos fundente (Na2CO3) e estabilizante (CaO). Os resultados obtidos demonstraram que ambos podem ser usados como recebidos (sem tratamento prévio) substituindo matérias-primas importantes, fontes de Al2O3 e SiO2, necessárias para a formação de vidros. As amostras obtidas apresentaram a cor âmbar devido a presença de níquel (íons Ni2+) proveniente do ECAT e transmitância óptica de 18%. Estas, ainda demonstraram boa homogeneidade, i.e., ausência de bolhas e estriais e, resistências hidrolíticas média de 1,33x10-8 g/cm²·dia (superior à um vidro comercial de composição semelhante) de acordo com a ISO695-1984. O vidro obtido é adequado para aplicações que exigem baixa transmitância como embalagens de vidros em geral, os quais não requerem perfeita visibilidade e transparência. O teor de incorporação na composição final das amostras foi de aproximadamente 78% em massa. / In this study, the use of two industrial solid wastes (ISW), generated in large quantities in Brazil, were presented in production of soda-lime silicate glasses destined for packaging. The evaluated wastes were rice husk ash (RHA) and the spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT), both may be classified as a class II solid waste according to NBR 10.004. This new proposal for the allocation of such wastes is an alternative to current provisions, seeking not only to minimize environmental impacts, but also enrich them as raw materials. For the samples production, besides ISW were used melting oxide (Na2CO3) and stabilizer oxide (CaO).The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT and 18% of optical transmittance. They also showed a good homogeneity, i.e., absence of bubbles and striae and 1,33x10-8 g/cm²·day of hydrolytic resistance according to ISO695-1984. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require perfect visibility and transparency. The incorporation in the final composition was approximately 78% in mass.

A presente tese apresenta a utilização da fibra da casca do coco verde como reforço de matriz cimentícia para produção de fibrocimentos. Embora orgânico, o resíduo do coco verde apresenta difícil degradação e diminuí da vida útil de aterros sanitários e lixões. Para viabilizar o uso do resíduo do coco verde (fibra), como reforço de compósitos, optou-se por realizar tratamentos físico-químicos nas fibras e, substituir parcialmente o cimento Portland por material pozolânico de alta reatividade (cinza da casca de arroz (CCA)) para diminuir o ataque alcalino da matriz sobre a fibra vegetal. O experimento foi dividido em duas etapas, a primeira avaliou a fibra de coco verde com e sem tratamentos e os compósitos produzidos com elas. A segunda etapa analisou a influência de diferentes níveis de substituição do cimento Portland pela cinza da casca de arroz (CCA). Para preparação dos compósitos foi utilizada a técnica de dispersão das matérias-primas em solução aquosa, seguida de drenagem e prensagem, como uma simulação simplificada do processo Hatschek de fabricação industrial. Os compósitos foram analisados aos 28 dias (período de cura úmida) e após os processos de envelhecimento, 100 ciclos de imersão-secagem e 28 dias em banho térmico (65°C). Ensaios físicos e mecânicos avaliaram o desempenho, a resistência e a ductilidade dos compósitos. A termogravimetria permitiu observar o consumo da portlandita e a queda da alcalinidade da matriz com 50% de substituição do cimento Portland pela CCA, sem afetar a resistência do material. Os resultados obtidos indicam que a fibra do coco verde tem grande potencial para ser utilizada como reforço de fibrocimentos, desde que seja incorporada a uma matriz de alcalinidade reduzida. / This thesis studies the use of green coconut fiber as a reinforcer in the matrix cement for the production of fibre-cement. Besides being an organic material, the green coconut residues are not easily degradable, but can reduce the landfills lifespan. To evaluate the possibility of use of coconut residue fiber, as reinforcer in composites, physical-chemical treatments were carried out on the fibers, and partially replacing Portland cement with pozzolanic materials for high reactivity (rice husk ash (RHA)) was also added to decrease the alkaline attack matrix on the plant fiber. The experiment was divided into two stages: the first assessed the green coconut fiber with and without treatment and the composites produced with them. The second stage examined the influence reinforcer high reactivity to allow the use of coconut fiber as reinforcement in cementitious matrix. In the preparation of the composites, the technique of dispersing the materials in aqueous solution was used, followed by draining and pressing, as a simplified simulation Hatschek process of industrial manufacture. The composites were analyzed after 28 days and after an aging process, with 100 cycles of immersion-drying or heating in water for 28 days at 65°C). Physical and mechanical tests were used to e valuated the performance, traction resistance and ductility of the composites. A thermogravimetry test allowed the observation of the use of portlandita and the alkalinity reduction of the matrix with the addition of RHA, without affecting the resistance of the material. The results obtained indicate that the green coconut fiber has great potential to be used as a fibre-cement reinforcer, as long it is included in a matrix with reduced alkalinity.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-07-05T15:39:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_EDENARA.pdf: 1285486 bytes, checksum: 5df5b88b3f949241f28fd023f944beab (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-07-11T21:08:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO_EDENARA.pdf: 1285486 bytes, checksum: 5df5b88b3f949241f28fd023f944beab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-11T21:08:28Z (GMT). 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O morangueiro (Fragaria x ananassa) é considerado uma das espécies de maior expressão econômica entre as pequenas frutas, seu cultivo fora do solotem o objetivo de produzir frutos de forma mais sustentável. Nesse sistema, as plantas são cultivadas sobre bancadas em ambiente protegido e a nutrição das plantas é complementada através da fertirrigação. A cultura da cana-de-açúcar tem grande importância no âmbito da agricultura familiar devido a sua múltipla utilidade, sendo na alimentação animal, na fabricação de rapadura, melado, aguardente, açúcar e álcool. A tecnologia de produção de mudas de cana-de-açúcar garante incorporação de ganhos produtivos através da mecanização do plantio e diminuição do uso de colmos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi analisaro desempenho agronômico de duas cultivares de morangueiro em sistema fora do solo e de dois genótipos de cana-de-açúcar na utilização de substratos alternativos. No primeiro capítulo são descritosdois experimentos com duas cultivaresde morangueiro,realizados em Pelotas-RS na localidade de Monte Bonito. Foram avaliados o crescimento vegetativo, produção, produtividade, perdas de frutos e o teor de sólidos solúveisparaas duas cultivares de morangueiro (Camarosa e San Andreas) submetidas à diferentes densidades de plantio (9, 10, 12,16 e 20 planta m-2 ) em sistema fora do solo em ambiente protegido, com o uso de três substratos compostos por casca de arroz carbonizada (CAC), composto orgânico (CO)e torta de tungue (TT).A cultivar Camarosa apresentou maior desempenho nos substratosalternativos propostos, acrescidos de CO e TT à CAC ea cultivar San Andreas apresentou maior desempenho no substrato com maior proporção de CO, a maior produtividade para as duas cultivares foi na densidade de 20 plantas m-2 . O teor de sólidos solúveis totais das frutas das cultivares não foi influenciado pelos substratos e pelas densidades testadas. No segundo capítulo, é apresentado o experimento desenvolvido em casa de vegetação, na Embrapa Clima Temperado, em Pelotas-RS, onde foi avaliado aaltura, diâmetro, número de folhas e o índice de velocidade de brotação de mudas de cana-de-açúcar de dois genótipos (RB975932 e RB867515) produzidas com substrato comercial e outros dois substratos alternativos compostos por casca de arroz carbonizada (CAC), composto orgânico (CO)e torta de tungue (TT). Os substratos alternativos apresentaram bom desempenho quanto as variáveis analisadas, sendo que o genótipo RB867515 se mostrou mais adaptável aos substratos propostos quando comparado ao genótipo RB975932. / The use of organic wastes has been a current practice in the attempt to use these products in agriculture, enabling nutrient recycling and reduction of production costs. The tung beans is an agroenergy residue and has great potential for agricultural use. Besides this, the other components of the substrates tested in this work were the carbonized rice hull, a residue generated regionally in large quantity and the organic compound easily produced with the use of several residues. The strawberry (Fragaria x ananassa) is considered one of the most economically important species among small fruits, its cultivation outside the soil has the objective of producing fruits in a more sustainable way. In this system, the plants are cultivated on benches in a protected environment and the nutrition of the plants is complemented by fertigation. Sugar cane cultivation is of great importance in the context of family farming due to its multiple utility, being in animal feed, in the manufacture of rapadura, molasses, aguardente, sugar and alcohol. The technology of production of sugarcane seedlings guarantees the incorporation of productive gains through the mechanization of the planting and reduction of the use of stalks. Thus, the objective of this work was to analyze the agronomic performance of two strawberry cultivars in an out-of-soil system and of two sugarcane genotypes in the use of alternative substrates. In the first chapter are described two experiments with two strawberry cultivars, made in Pelotas-RS in Monte Bonito. The vegetative growth, yield, yield, fruit losses and soluble solids content were evaluated for the two strawberry cultivars (Camarosa and San Andreas) submitted to different planting densities (9, 10, 12, 16 and 20 m-2 ) in a protected environment, using three substrates composed of carbonized rice hull (CRH), organic compound (OC) and tungbeans (TB). The cultivar Camarosa presented higher performance in the alternative substrates proposed, plus OC and TB to the CRH and the cultivar San Andreas presented higher performance in the substrate with a higher proportion of CO, the highest productivity for the two cultivars was in the density of 20 plants m-2 . The total soluble solids content of the fruits of the cultivars was not influenced by the substrates and densities tested. In the second chapter, the experiment was carried out in a greenhouse at Embrapa Clima Temperado, in Pelotas, RS, Brazil, where the height, diameter, number of leaves and sprout velocity index of sugarcane were evaluated of two genotypes (RB975932 and RB867515) produced with commercial substrate and two other substrates composed of carbonized rice hull (CRH), organic compound (OC) and tung beans (TB). The alternative substrates presented good performance as the analyzed variables, being that the genotype RB867515 showed to be more adaptable to the proposed substrates when compared to the genotype RB975932.

Copolímeros casca-núcleo de poli(acrilato de butila) (núcleo) e poliestireno (casca) foram sintetizados por meio de polimerização em emulsão, conduzida em duas etapas. A adição de ácido itacônico como monômero funcional na polimerização do núcleo foi realizada para verificar seu efeito sobre suas propriedades mecânicas e de processamento. Os copolímeros foram caracterizados por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e calorimetria diferencial por varredura (DSC). A incorporação do monômero funcional foi confirmada por DSC e quantificada por titulação. A proporção de poli(acrilato de butila) e poliestireno influenciou diretamente o processamento e as propriedades mecânicas do polímero. Os copolímeros com teores de poliestireno acima de 50% foram processados por compressão e extrusão a temperatura ambiente, apresentando comportamento baroplástico. A presença do monômero funcional não alterou o processamento do polímero e melhorou significativamente sua resistência à tração, aumentando sua tenacidade / Core shell copolymers of poly(butyl acrylate) cores and polystyrene shells were synthesized in a two-stage emulsion polymerization. The addition of itaconic acid as functional monomer in the core polymerization was carried out in order to study its influence on polymer processing and mechanical properties. The copolymers were characterized by dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC). The functional monomer incorporation was confirmed by DSC and quantified by titration. The poly(butyl acrylate) and polystyrene proportions had a direct influence on the polymer processing and mechanical properties. Copolymers with polystyrene contents higher than 50% presented baroplastic behavior and they could be processed at room temperature by compression molding and extrusion. The presence of itaconic acid did not affect polymer processing and significantly improved tensile resistance, increasing its toughness

A casca da castanha de caju (CCC), um resíduo agrícola da produção de castanha, proveniente da região nordeste do Brasil foi caracterizada e submetida ao processo de pirólise lenta. As propriedades do bio-carrvão, do bio-óleo e dos gases produzidos foram investigados e potenciais aplicações foram propostas. A CCC foi caracterizada pela seguintes técnicas: análise elementar CHNS, umidade total, conteúdo de cinzas, matérias voláteis, poder calorífico superior e por análise termogravimétrica. A análise termogravimétrica sob fluxo de nitrogênio mostrou que a decomposição é dominada pela degradação da hemicelulose e celulose na faixa de 250 a 350oC e pela decomposição da lignina na faixa de 400 a 500oC. Na presença de ar, o perfil de degradação é semelhante, porém observa-se uma maior degradação da lignina. A pirólise lenta da casca da castanha de caju foi realizada em um reator tipo batelada aquecido por chama ar-GLP sob diferentes fluxos (mL min-1) de nitrogênio ou ar. O sólido obtido (bio-carvão), líquido (fase aquosa + bio-óleo) e a fase gás foram quantificados e caracterizados por diferentes técnicas. Os experimentos realizados sob fluxo de nitrogênio apresentaram um rendimento de cerca de 30, 40 e 30% em massa paras as fases sólido, líquida e gás, respectivamente. Sob fluxo de ar ocorreu uma diminuição no rendimento da fase líquida, principalmente na produção de bio-óleo, e um aumento da fase gás. Os bio-carvões produzidos apresentaram elevados teores de carbono, na faixa de 70-75% em massa, poder calorífico na faixa de 25 a 28 MJ kg-1, características de carbono amorfo, sem morfologias definidas e ausência de poros. Os espectros FTIR de bio-óleos produzidos sob fluxo de nitrogênio apresentaram um aumento da intensidade relativa das bandas cerca de 1700 cm-1 (ν C=O) e 1230 cm-1 (ν C-O) em comparação com os produzidos sob fluxo de ar, o que sugere a presença de grandes quantidades de compostos oxigenados de carbono, como aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos. As análises das fases gás mostraram a predominância de CO2 e CO a temperaturas inferiores a 400ºC e a formação preferencial de H2 acima desta temperatura. / Cashew nut shell (CNS), an agricultural waste of cashew nut production, from northeast region of Brazil was characterized and slow pyrolyzed. The properties of char, bio-oil and gases products were investigated and potential applications were proposed. CNS was characterized by the following analyses: CHNS, total moisture, ash content, volatile matter, high heating value and thermogravimetric analysis. The thermogravimetric analysis under nitrogen flow showed that the decomposition is dominated by the degradation of hemicellulose and cellulose in the range from 250 to 350oC and the decomposition of lignin in the range of 400 to 500oC. In the presence of air, the degradation profile is similar; however the decomposition of lignin increases. Slow pyrolysis of cashew nut shell was carried out in batch-type reactor heated by a combustion flame (air + GLP) under different nitrogen and air flow rates. The resulting solid (char), liquid (water + bio-oil) and gas phases were characterized and quantified. The experiments performed under nitrogen showed a yield of solid, liquid and gas phases of about 30, 40 and 30wt%, respectively. Under air the yield of liquid phase was reduced, primarily the bio-oil yield; production of the gas phase was, in turn, increased. The produced biochars had high carbon contents in the range of 70-80 wt%, high heating values in the range of 25-28 MJ Kg-1 and characteristics of amorphous carbons without defined morphology and the absence of pores. The FTIR spectra of bio-oils produced under nitrogen flow showed an increase of the relative intensity of the bands around 1700 cm-1 (ν C = O) and 1230 cm-1 (ν C-O) in comparison with those produced under air flow which suggests the presence of large amounts of oxygenated carbon compounds such as aldehydes, ketones and carboxylic acids. The analysis of gas phases showed the predominance of CO2 and CO at temperatures lower than 400oC and the preferential formation of H2 above this temperature.

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Thus, a detailed study of the behavior of cylindrical shells subjected to different loading and support conditions as well as the influence of material characteristics and geometric relations evaluation is justified. In this work the influence of geometry and orthotropy on the nonlinear dynamic behavior of orthotropic simply supported cylindrical shells subjected to both axial and lateral time depending loads is studied. To model the shell, the Donnell nonlinear shallow shell theory, neglecting the effects of shear deformations, is used. It is considered the shell in three different situations: empty, filled with static fluid and subjected to internal flow of incompressible and non-viscous fluid, whose motion is isentropic and irrotational. The radial displacements are described as an expansion with eight degrees of freedom which satisfies the boundary conditions. The Galerkin method is applied to obtain a set of nonlinear equations of motion, which are in turn solved by the Runge-Kutta method. A detailed analysis is performed to study the influence of material orthotropy and geometric relations such as length-radio (L/R) and radio-thickness (R/h) on the natural frequencies, critical loads, critical flow velocities, post-critical paths, frequency-amplitude relations, instability boundaries, bifurcation diagrams and resonance curves. Obtained results display the strong influence of both material orthotropy and geometric relations on the linear and nonlinear behavior of the shells and, depending on these characteristics, the shell can display softening or hardening behavior. / Cascas cilíndricas são estruturas com diversas aplicações em várias áreas da engenharia e têm grande capacidade para resistir a carregamentos axiais e a pressões laterais. Entretanto, são estruturas que podem apresentar um complexo comportamento dinâmico. Assim, um estudo detalhado do comportamento das cascas cilíndricas submetidas a diferentes condições de carregamento bem como a avaliação da influência do material e da geometria se justifica plenamente. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência da ortotropia do material e da geometria no comportamento dinâmico não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas simplesmente apoiadas e submetidas a carregamentos axiais e laterais variáveis com o tempo. Para modelar a casca é utilizada a teoria não linear de Donnell para cascas abatidas desprezando-se os efeitos das deformações cisalhantes. Considera-se a casca em três situações distintas: vazia, preenchida com fluido estático e submetida ao escoamento interno de fluido incompressível e não viscoso, cujo movimento é isentrópico e irrotacional. O deslocamento radial da casca é descrito, de maneira geral, por uma expansão com oito graus de liberdade que satisfaz as condições de contorno. O método de Galerkin é utilizado para obter o sistema discreto de equações diferencias não lineares de movimento, que são resolvidas através do método de Runge-Kutta de quarta ordem. Uma análise detalhada é realizada visando observar a influência das características do material e das relações geométricas comprimento-raio (L/R) e raio-espessura (R/h) nas frequências naturais, cargas críticas, velocidades críticas do fluido bem como nos caminhos pós-críticos, relações frequência-amplitude, fronteiras de instabilidade, diagramas de bifurcação e curvas de ressonância das cascas. Os resultados obtidos permitem observar a forte influência que a geometria e as propriedades dos materiais exercem no comportamento linear e não linear das cascas cilíndricas ortotrópicas e, dependendo de certas características, verifica-se que a casca pode ter comportamentos com ganho ou perda de rigidez.