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.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Peroni.pdf: 823023 bytes, checksum: 025aac3b955d96c5a6c8ecbe8978f8ae (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / This study aimed to test the use of sewage sludge and renewable organic waste in the composition of substrates for the production of Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden seedlings. The seedlings were grown in the Forest Nursery of the of Forest and Wood Department of the Agricultural Sciences Center from the Federal University of Espírito Santo, in the municipality of Alegre, in tubes with a capacity of 280 cm3, containing different combinations of substrates. After 90 days, the morphological and nutritional characteristics were evaluated. The used substrates were made from different combinations of sewage sludge with renewable vegetable waste such as coconut fiber, fresh coffee straw, organic compost (manure + fresh coffee straw) and fresh rice husk, in proportions of 100:0, 80:20, 60:40, 40:60 and 20:80 (sewage sludge : crop residues), and a control, consisting of a commercial substrate, totaling 18 treatments with six replicates of four plants each. Physical analysis of all the formulated substrates demonstrated that they showed low density, with a tendency to increase according to the rise of sewage sludge proportions in their composition. It was observed in the treatments containing higher proportions of sludge an increased porosity. There was a reduction of macroporosity values in treatments containing over 60% of coconut fiber and over 40% of fresh rice husk in the substrates composition. Most treatments showed appropriate microporosity, and in general, the microporosity corresponded to a higher percentage of porosity distribution in all treatments. The treatments composed of waste such as fresh coffee straw and fresh rice husks allowed a greater drain to the substrate, which provided more room for airing and a lower amount of water easily available. Chemical analysis of substrates revealed a low pH, between 4.0 and 5.7, for all treatments and adequate CTC for most of them. The use of increasing proportions of coconut fiber, fresh rice husk and fresh coffee straw promoted additions of K to the substrate and reduction of the Ca available. The use of growing proportions of sewage sludge promoted an increase of the total content of soluble salts of the substrate. The treatments containing organic compound in the composition provided the best developments of the seedlings morphological characteristics. Most treatments had proper foliar levels of N, Ca, S, Mn and B, high levels of P and Cu and low concentrations of K, Mg, Fe and Zn. The combination of renewable vegetable organic waste and sewage sludge provided significant differences in terms of seedling growth, compared to the commercial substrate commonly used, demonstrating the importance of evaluating the potential of each residue as a component of the substrate before employing it commercially, since some materials may provide a less impressive seedling development / Este estudo teve como objetivo testar a utilização de lodo de esgoto e resíduos orgânicos renováveis na composição de substratos para a produção de mudas de Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden. As mudas foram produzidas no Viveiro Florestal do Departamento de Ciências Florestais e da Madeira do Centro de Ciências Agrárias da UFES, no município de Alegre, em tubetes de 280 cm3 de capacidade, contendo diferentes combinações de substratos. Após 90 dias foram avaliadas as características morfológicas e nutricionais. Os substratos utilizados foram formulados a partir de diferentes combinações de lodo de esgoto com resíduos renováveis de origem vegetal, tais como: fibra de coco, palha de café in natura, composto orgânico (esterco bovino + palha de café in natura) e casca de arroz in natura, nas proporções de 100:0, 80:20, 60:40, 40:60 e 20:80 (lodo de esgoto:resíduo vegetal), e uma testemunha, constituída por substrato comercial, totalizando 18 tratamentos, com seis repetições de quatro plantas cada. A análise física de todos os substratos formulados demonstrou que os mesmos apresentaram baixa densidade, com tendência de aumento conforme o aumento das proporções de lodo de esgoto na sua composição. Observou-se nos tratamentos com maiores proporções de lodo de esgoto um aumento da porosidade total. Houve redução da macroporosidade em tratamentos que continham valores acima de 60% de fibra de coco e casca de arroz in natura acima de 40% na composição de substratos. A maioria dos tratamentos apresentaram microporosidade adequada, e de forma geral, a microporosidade correspondeu a uma maior proporção da distribuição da porosidade em todos os tratamentos. Os tratamentos compostos por resíduos como a palha de café in natura e a casca de arroz in natura possibilitaram uma maior drenagem ao substrato, o que proporcionou maior espaço de aeração e menor quantidade de água facilmente disponível. A análise química dos substratos revelou um pH baixo, entre 4,0 e 5,7, para todos os tratamentos e CTC adequada para a maioria deles. A utilização de proporções crescentes de fibra de coco, casca de arroz in natura e palha de café in natura promoveu acréscimos de K ao substrato e redução nos teores de Ca disponível. A utilização de proporções crescentes de lodo de esgoto promoveu aumento do teor total de sais solúveis do substrato. Os tratamentos que continham composto orgânico em sua composição proporcionaram os melhores desenvolvimentos das características morfológicas da mudas. A maioria dos tratamentos apresentou adequados teores foliares de N, Ca, S, Mn e B, altos teores de P e Cu e baixos teores de K, Mg, Fe e Zn. A combinação de resíduos orgânicos renováveis de origem vegetal e lodo de esgoto proporcionaram diferenças importantes em termos de crescimento das mudas, em relação ao substrato comercial comumente utilizado, demonstrando a importância de se avaliar o potencial de cada resíduo como componente de substrato antes de empregá-lo comercialmente, visto que alguns materiais podem proporcionar um desenvolvimento de mudas aquém do desejado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas e morfologia casca-núcleo por meio da técnica de polimerização em suspensão em duas etapas. O núcleo foi constituído por poli(estireno-co-divinilbenzeno) e magnetita modificada com ácido oleico. Foi avaliada a influência da velocidade de agitação e da concentração de iniciador sobre as características das microesferas utilizadas como núcleo (morfologia, tamanho de partículas, propriedades magnéticas e estabilidade térmica). A casca foi constituída por poli(estireno-co-divinilbenzeno) sem material magnético. Foi avaliado o método de adição da emulsão dos monômeros formadores da casca e o tempo de inchamento dos núcleos na emulsão. As microesferas casca-núcleo foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico e à estabilidade térmica. Os núcleos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas. O copolímero sintetizado com a maior velocidade de agitação e a menor concentração de iniciador foi o que apresentou o maior teor de ferro incorporado (3,317 %), a maior magnetização de saturação (2,99 emu/g) e o menor diâmetro médio de partículas (81 m). As microesferas casca-núcleo apresentaram apenas um estágio de degradação e as suas Tmáx foram menores do que a do núcleo. O mapa composicional de ferro confirmou a presença de magnetita na superfície das microesferas casca-núcleo / Polymeric microspheres with magnetic properties and core-shell morphology were synthesized by the technique of suspension polymerization in two stages. The core was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) and magnetite coated with oleic acid. The influence of stirring rate and initiator concentration on microspheres characteristics (morphology, particle size, magnetic properties and thermal stability) was studied. The shell was constituted by poly(styrene-co-divinylbenzene) without magnetic material. It was also evaluated the methods of the monomers emulsion addition and the coress swelling time in the emulsion.. The microspheres were characterized by morphologic aspect and thermal stability. The cores did not presented hysteresis cycles, thus proving the superparamagnetic properties. Copolymer synthesized with the higher stirring rate and lower initiator concentration presented the higher incorporated iron content (3.317 %), higher saturation magnetization (2.99 emu/g) and the lower average particle diameter (81 m). Core-shell microspheres presented only one stage of degradation and the Tmáx were smaller than temperature of the cores. Iron compositional map confirmed the presence of magnetite on the surface of core-shell microspheres

The use of residues, as the rice husk ash (RHA) in the concrete s production reduces the environmental impact caused in its productive chain. It means fewer energy s consumption, fewer natural resources waste, less environmental pollution and lower aggregated cost. In the present study, the viability of using residual RHA, in natura (non-ground) or ground, on structural concrete, in partial substitution to the Portland cement was investigated, starting from the durability chloride ions analysis. In such a way, five cementitious blends, two composed by natural RHA, two with crushed RHA and one as a reference sample were tested. The substitution s rates were 15% and 25%. The water/binder relations used were 0.45, 0.55 and 0.65. The samples were tested for chloride penetration according to ASTM C 1202 (Rapid Chloride Permeability Test) and for long-term test (colorimetric method). Additionally, the tests of axial compressive strength and water absorption by immersion, according to the ABNT prescriptions were conducted. The obtained results showed that is viable to use residual non-ground RHA as partial substitution to Portland cement in structural concretes. For the axial compressive strength at 91 days and to the same relation w/b, in general, the residual non-ground RHA blends showed higher performance than those presented by the reference mixture. In the RCPT the use of RHA resulted in decreases in the passing charges that, in general, promoted improvement in the mixtures ratings on the chloride penetrability, compared with the reference mixtures. In long-term test, the use of RHA burnt without temperature control, also promoted improvements in the mixture performances, compared to the reference mixtures, with reductions in the chloride penetration coefficients. But the mixtures were dissimilar when compared to those presented by the RCPT. In the case of water absorption by immersion, it was found that the use of RHA, in general, increased the concrete water absorption, however, the results presented by mixtures composed with RHA were close to those of reference ones. / A utilização de resíduos como a cinza da casca do arroz produzida sem controle da temperatura na fabricação de concretos reduz o impacto ambiental gerado na cadeia produtiva deste material, significando menor consumo de energia, menor desperdício de recursos naturais, menor poluição do meio ambiente e menor custo agregado. No presente trabalho investiga-se a viabilidade de se utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, em concretos estruturais, em substituição parcial ao cimento Portland, a partir da análise da durabilidade aos ions cloretos. Para isso, foram testadas cinco misturas aglomerantes: duas compostas com CCA ao natural, duas com CCA moída e uma mistura de referência com 100% cimento Portland, a qual se confrontaram os resultados. Adotaram-se os teores de substituição de 15% e 25%, e as relações a/ag de 0,45; 0,55 e 0,65. Procederam-se os ensaios de resistência à penetração de cloretos segundo o método de penetração acelerada ASTM C 1202 (EAPC) e também, segundo o método de imersão em solução salina (EPCI). Adicionalmente, foram realizados os ensaios de resistência à compressão axial e de absorção de água por imersão, segundo prescrições da ABNT. Os resultados obtidos na investigação confirmam que é viável utilizar a CCA residual, ao natural ou moída, como substituição parcial ao cimento Portland, em concretos para uso estrutural. Quanto à resistência a compressão axial, aos 91 dias, as misturas compostas CCA, em geral, apresentaram desempenhos superiores aos das misturas de referência. No EAPC a utilização de CCA resultou em decréscimos nos valores das cargas passantes que, em geral, promoveram melhoria nas classificações das misturas quanto à penetrabilidade aos cloretos, em comparação as misturas de referência. No EPCI a utilização da CCA, queimada sem controle de temperatura, também promoveu melhorias no desempenho da maioria das misturas, em comparação às misturas de referência, com reduções nos coeficientes de penetração de cloretos. Porém as misturas apresentaram comportamentos diferenciados quando comparados ao apresentado no EAPC. No caso da absorção de água por imersão, constatou-se que a utilização de CCA, em geral, aumentou a absorção de água dos concretos, entretanto, os valores apresentados pelas misturas compostas com CCA foram próximos aos de referência.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was to analyse the viability of utilization of rice husks and wood particles in the manufacturing of composites, having as bonding agent HDPE. The composites were made with rice husks and Eucalyptus grandis wood particles, pure or mixed, in proportions of 0, 25, 50, 75 and 100% of ovendry weight. The HDPE with density of 0,96 g/cm³ was used as matrix in the manufacturing in three proportions: 60, 75, and 90%. There were evaluated the bending properties (tension at proportional limit, deformation at proportional limit, tension at 2,5 cm of deformation and modulus of elasticity), internal bond, water absorption and thickness swelling after 24 hours of water soaking and after 15 soaking cycles. The values of bending properties were influenced by specific gravity of the composite. In the case of internal bond, the values were within the limits established by commercial standards, being the HDPE proportion the parameter of higher correlation with this property. Rice husk caused lower thickness swelling and, independently of the type of raw material utilised, the values decreased with the increase of HDPE. Combinations with larger percentages of HDPE presented values minimal or, in some cases, null of water absorption. For the water absorption and thickness swelling after 15 cycles the behaviour was similar to the 24 hour period. The results allowed to conclude that the composites made with HDPE, rice husks and wood particles pure or mixed present good quality, evidencing the adequacy of these type of raw material in the manufacturing of the composite. / Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da utilização de casca de arroz e partículas de madeira para a manufatura de compósitos, tendo como agente ligante o polietileno de alta densidade (PEAD). Os compósitos foram produzidos com casca de arroz e partículas de madeira de Eucalyptus grandis, puras ou misturadas, sendo que cada tipo participou com 0, 25, 50, 75 e 100% em proporção de peso seco. O PEAD com densidade de 0,96 g/cm³ foi usado como matriz na confecção dos mesmos, sendo testadas três proporções: 60, 75 e 90%. Foram avaliadas as propriedades de flexão estática (tensão no limite proporcional, deslocamento no limite proporcional, tensão a 2,5 cm de deslocamento e módulo de elasticidade), ligação interna, absorção d água e inchamento em espessura após 24 horas e após 15 ciclos de imersão.Os valores das propriedades de flexão estática foram influenciados pela massa específica do compósito. No caso da ligação interna, os valores ficaram dentro dos padrões estabelecidos pelas normas de comercialização, sendo o PEAD o parâmetro de maior correlação com essa propriedade. A casca de arroz provocou menor inchamento em espessura e, independente do tipo de matéria-prima utilizada, os valores diminuíram a medida que a proporção de PEAD foi aumentada. Combinações com maior porcentagem de PEAD apresentaram valores mínimos, ou em alguns casos, nulos de absorção d água. Para a absorção d água e inchamento em espessura após 15 ciclos, o comportamento dos resultados foi semelhante aos dos testes de inchamento em espessura após 24 horas e absorção d água após 24 horas. Os resultados permitem concluir que os compósitos produzidos com PEAD, casca de arroz e partículas de madeira puras ou misturadas apresentaram boa qualidade, evidenciando a viabilidade de uso desses materiais na confecção do compósito.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Road transport is of great importance for many countries, in Brazil it can be even more extreme, due to the concentration of cargo through this modal. We also know that maintenance costs are elevated, forcing managers and researchers to find new alternatives to increase the utilization of materials, reduce energy consumption, speed up restoration interventions, among others. Besides the high costs, another important factor that stands out is the environmental issue, which is directly affected in the construction and maintenance of highways, whether using natural materials, movements of soils, in the fuel used by the equipment, etc. Thus, it becomes feasible to study reuse of old materials in the execution of highways recycling of deteriorated pavement, because all the material can be used for construction of a new layer, and with little addition of new materials for stabilization, reducing the consumption. Therefore, the material deteriorated asphalt pavement, the Reclaimed Asphalt Pavement (RAP), is the objective of this research, aiming to stabilize pavement layers in two ways, the particle size and chemical stabilization, the latter with the addition of Portland cement and rice husk ash. This research aims to evaluate, through laboratory testing, the feasibility of using pure and stabilized milled material (mechanical, chemical and particle size) in layers of flexible pavements. The milled materials are from BR-290 and ERS-509. Particle size stabilization was performed and determined the level of 70% of milled material and 30% of natural aggregate. For testing of compressive strength were molded into test specimens of 10x20 cm with different levels of Portland cement (CP IV-32), and determine the content of 4,86% (BR-290) and 5,37% (ERS-569) from the compressive strength of 2.1 MPa at 28 days. From the results obtained, specimens were molded for testing the Axial compressive strength, tensile strength by diametrical compression and resilient modulus; in these specimens, the cement was replaced by Rice Husk Ash (mesh #325 and #500) in ratios of 15, 30 and 50% by weight of cement content, and put into moist chamber for 7, 28 and 160 curing days. The results showed that the amount of 15% of CCA reached values very close to the reference mixtures. The satisfactory performance confirms the possibility to cover studies of these materials. / O transporte rodoviário é de grande importância para muitos países, no Brasil isso pode ser ainda mais extremo devido à concentração da movimentação das cargas através deste modal. Sabemos também que os custos de manutenção são elevados, forçando os gestores e pesquisadores a encontrar sempre novas alternativas para melhorar o aproveitamento dos materiais, diminuir o consumo de energia, agilizar as intervenções de restauração, entre outros. Outro fator importante que se destaca é a questão ambiental, onde é diretamente afetada nas construções e manutenções de rodovias, seja no consumo de materiais naturais, nas movimentações de terras, nos combustíveis utilizados, etc. Assim, torna-se viável o estudo de reaproveitamento dos materiais antigos das rodovias, na execução da reciclagem do pavimento deteriorado, pois todo o material poderá ser utilizado para construção de uma nova camada. Portanto, o material asfáltico do pavimento deteriorado, o fresado, é o objetivo de estudo desta pesquisa, visando a estabilização granulométrica e química, esta última com adição de cimento Portland e cinza de casca de arroz. Esta pesquisa objetivou avaliar, através de ensaios laboratoriais, a viabilidade da utilização de material fresado puro e estabilizado (mecânica, granulométrica e quimicamente) em camadas de pavimentos flexíveis. Os materiais fresados são oriundos da BR-290 e da ERS-509. Foi realizada estabilização granulométrica, sendo determinado o teor de 70% de material fresado e 30% de agregado natural. Para ensaio de resistência à compressão simples foram moldados em corpos-de-prova de 10x20 cm com diferentes teores de cimento Portland (CP-IV 32), sendo determinados os teores de 4,86% (BR-290) e 5,37% (ERS-569) a partir da resistência à compressão de 2,1 MPa aos 28 dias. A partir dos resultados obtidos foram moldados corpos de prova para ensaios de resistência à compressão, resistência à tração e módulo de resiliência; sendo nestes substituído em massa o CP-IV 32 em 15, 30 e 50% por cinza de casca de arroz moída (CCA #325 e CCA #500), colocados em câmara úmida por 7, 28 e 160 dias. A análise dos resultados mostrou que o teor de 15% de CCA alcançou valores muito próximos das misturas de referência. O desempenho satisfatório corrobora com a possibilidade de abranger os estudos destes materiais.

The rice husk production in Rio Grande do Sul, state responsible for more than half of this cereal s country production, leads to the need of an appropriate environmental management in view the impacts produced by this residue in the environment, whether they be local or global, like greenhouse effect impacts. Therefore, a rational utilization of this energetic resource in small thermal power plants may guarantee the environmental adequation of the company, filling the requirements needed to sustainable production, at the same time in which may provide financial attractiveness to necessary investments to this objective. The development of the technology known as MCT allowed existent small thermoelectrical potentials, originated from the decentralized husk production, to be attended in a satisfactory way, but needing an environmental and economical analysis. For that reason, this study had as objective the gathering of rice production and beneficiation data on the State which can provide the evaluation of the rice husk availableness and furthermore to grant a thermal electrical potential analysis current on Rio Grande do Sul. Intending to award the units which do not have this economic and environmental analysis, it has been continued the financial analysis of the MCT s investments, to power plants bellow 800 kW, including the economic impacts of the carbon credits (CC) trade. Through indicators as IRR, payback, NPV and generation cost, associated to the impacts of the environmental quality caused by the CC trade, it has been possible to prove that, for scales smaller than 400 kW, there is no economic feasibility, unless they receive tributary incentives, whether for a short period, as a diminish of the finance interest rate and/or the raise of the exceeding tradable energy selling price, as shown on the sensitivity analysis made. It has been also evaluated the operation and obtained results of the MCT installed on the city of São Pedro do Sul, which demonstrate the difficulties found in the small scale thermoelectrical biomass generation. These difficulties can be modified if they would be set as priority, by programs of incentive, the use of biomass on decentralized electric energy generation. / A produção de casca de arroz no Rio Grande do Sul, estado responsável por mais da metade da produção desse cereal no país, conduz a necessidade de uma adequada gestão ambiental, tendo em vista os impactos gerados por esse resíduo no meio ambiente, sejam eles locais ou globais, como os do efeito estufa. Assim, a utilização racional desse recurso energético em pequenas centrais termoelétricas pode garantir a adequação ambiental da empresa, preenchendo os requisitos necessários à produção sustentável, ao mesmo tempo em que pode proporcionar certa atratividade financeira aos investimentos necessários a esse fim. O desenvolvimento da tecnologia denominada MCT permitiu que os pequenos potenciais termoelétricos existentes, decorrentes da produção descentralizada de casca, fossem atendidos de forma satisfatória, porém carecendo de uma análise econômico-ambiental. Dessa forma, este estudo objetivou o levantamento de dados de produção e beneficiamento de arroz no Estado de forma a permitir a avaliação da disponibilidade de casca, de maneira a subsidiar uma conseqüente análise do potencial termoelétrico existente no Rio Grande do Sul. Com vistas a contemplar as unidades desprovidas dessa avaliação econômico-ambiental, deu-se seguimento a análise financeira de investimentos em MCT s, para potências menores que 800 kW, incluindo-se os impactos econômicos da comercialização dos créditos de carbono (CC). Através de indicadores como TIR, payback, VPL e custo de geração, em associação aos impactos de qualidade ambiental efetivados pela comercialização dos CC, foi possível comprovar que para as escalas inferiores a 400 kW não há viabilidade econômica, a menos que essas usufruam de incentivos fiscais, ainda que temporários, como diminuição da taxa de juros do financiamento e/ou aumento do valor pago pela energia elétrica excedente comercializável, como demonstrado na análise de sensibilidade realizada. Também foi avaliado o funcionamento e os resultados obtidos pela MCT instalada no município de São Pedro do Sul, comprovando as dificuldades encontradas na geração termoelétrica à biomassa em pequena escala, passíveis de alteração se priorizados por programas de incentivo ao uso de biomassa na geração descentralizada de energia elétrica.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-28Bitstream added on 2014-06-13T18:26:20Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_mb_me_ilha.pdf: 2381622 bytes, checksum: 314a121bac9351c9f13f6e321c25d4fd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Araca Renovadora de Pneus / Camargo Correa Cimentos S.A / Cesp / Esta dissertação aborda a aplicação da tecnologia dos concretos de alto desempenho (CAD) para a produção de concretos com incorporação dos resíduos: a cinza de casca de arroz-CCA (Amorfa e Cristalina), através da substituição em massa de parte do material aglomerante e borracha de pneu em substituição parcial do agregado miúdo em volume, avaliando suas influências sobre as propriedades mecânicas e durabilidade; através da comparação dos resultados com o uso da sílica ativa e borracha e outro sem incorporação mineral e borracha. Os concretos com incorporação de cinzas (Amorfa e Cristalina) e Borracha apresentaram superioridade das propriedades mecânicas e boa resistência à abrasão e à resistência ao impacto, em relação ao concreto sem incorporação mineral e Borracha. Quanto à forma de ruptura, os CAD com resíduos de borracha apresentaram comportamentos diferenciados. Baseando-se nos valores da relação entre resistência à tração e resistência à compressão e da relação do módulo unitário, para os concretos CCA-A e Borracha e CCA-C e Borracha, foi possível verificar a redução da fragilidade e aumento da capacidade de absorção de energia. A incorporação de resíduos de cinza de casca de arroz e borracha de pneu ao CAD demonstraram viabilidade de uso como função estrutural, devido essencialmente ao bom desempenho das propriedades... / This dissertation broaches the application of high performance concrete (HPC) technology with residue incorporation: the rice husk ash-RHA (Amorphous and Crystalline) through the mass substitution of the gathering material and tire rubber in a partial substitution of the tiny aggregate in volume, evaluating the influence on the mechanic properties and durability through the comparison of the results with using silica fume and rubber and another without mineral incorporation and rubber. The concrete with ashes incorporation (Amorphous and Crystalline) and rubber presented superiority of mechanic properties and good abrasion by strength and impact strength, in relation to concrete without mineral incorporation and rubber As regards to rupture form, the high performance concrete with rubber residue presented different behavior. Based on the values of the relation between the splitting tensile strength and compression strength to and the relation of the unitary module, to the concretes RHA-A and rubber and RHA-C and rubber, it was possible to verify the breakability reduction and the increasing of energy absorption capacity. The incorporation the residues of rice husk ash and of tire rubber he HPC showed the feasibility the use as structure function, essentially due to the good performance... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4562.pdf: 2986258 bytes, checksum: 5fe70b396cc58a5895fb6425b01994bc (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / Agência Nacional de Petróleo / Soybean hull is a lignocellulosic biomass that contains 38-51% of cellulose, which could be converted to ethanol. In addition, contains 9-14% of protein that can be hydrolyzed by endoproteases, releasing oligopeptides with nutritional applications. Although glycoside and peptide linkages can be hydrolyzed by acids, the cellulose molecules are more resistant than the protein and hemicellulose molecules. In this way, the acid treatment of the biomass would reduce its hemicellulose content, and the remnant cellulose into solid fraction would be more susceptible to hydrolytic enzymes. In this work, different routes of protein, hemicellulose, and lignin solubilization were evaluated, intending to obtain ethanol and soluble oligopeptides from the soybean hull. The protein was recovered as oligopeptides by hydrolysis of the lignocellulosic biomass using the commercial endoprotease Novo-Pro DR at 60oC, pH 9.0, 5 h, and different enzyme concentrations (1, 2, and 4%, m/m). A sequential hydrolysis using chymotrypsin and Novo-Pro DR, both at 1% (m/m) enzyme concentration, was also evaluated. The results showed that hydrolysis with 1% Novo-Pro DR allowed solubilization of 56.9% of protein from the soybean hulls. Nonetheless, at same temperature and pH, in absence of enzyme, was possible to solubilized 45.6% of the proteins. This solubilization is probably due to liberation of the physically aggregated units. The increase of endoprotease concentration from 1 to 2% increased the protein removal to 74%. However, the increase from 2 to 4% not increased significantly the protein solubilization. The use of chymotrypsin, an enzyme with high specificity and that work at mild conditions, allowed a solubilization of 44% protein. Nonetheless, the removal of lignin using chymotrypsin was higher than that using Novo-Pro DR. When in-nature soybean hull was hydrolyzed by acid or protease (1% Novo-Pro DR) followed by acid, the protein removal was around of 90%. The lignocellulosic biomass was hydrolyzed with 3% (v/v) H2SO4, solid:liquid ratio of 1:4, 120oC, and 20 min. 20 min. Carbohydrate analyses showed that the acid treatment allowed to hemicellulose removal around of 46.7% in the xylose form. The protein content of the soybean hull was almost totally solubilized during the acid hydrolysis, without significant loss of cellulose. On the contrary, large cellulose loss was observed during the acid hydrolysis of in-nature soybean hull. In this way, if it is intended to produce a protein hydrolysate containing controlled composition or ethanol from remnant solid fraction, is strongly recommended the previous enzymatic solubilization of the proteins. The chemical composition of the solid biomass after sequential hydrolyses with protease and acid showed cellulose content around of 49% for all samples. So, the biomass treated with 1% (m/m) Novo-Pro DR was saccharified with Acellerase 1500 at 50oC, pH 4.8, and enzyme/substrate ratio of 7 FPU/g of cellulose for 72 h. Under the same conditions, soybean hull in-nature, pretreated with acid, and pretreated with protease were submitted to cellulolytic hydrolyses. The cellulose-to-glucose conversion was around of 40% for the last two biomass. The increase of the enzymatic load to 20 FPU/g of cellulose allowed a cellulose conversion of 55% for biomass pretreated with 1% (m/m) Novo-Pro DR, followed by acid hydrolysis. The supplementation of the Acellarase 1500 with 120 IU of β-glucosidase and 1% (m/m) of pectinase not produced any increased in the cellulose conversion. The biomass was pretreated by organossolv method (50% ethanol, 170oC, and 1h) and saccharified with Acellerase 1500 under the same conditions described above. This procedure yielded a cellulose conversion of 52%, with less removal of hemicellulose. This result showed that lignin was causing greater steric hindrances to the enzymatic attack. The biomass pretreated with acid and with protease (1% Novo-Pro D) followed by acid yielded the same glucose-toethanol conversion, reaching an ethanol concentration around of 13 g/L. / A casca de soja, sendo um residuo lignocelulosico, contem celulose (38-51%) que pode ser convertida a etanol. Alem disso, contem 9-14% de proteinas, que uma vez hidrolisadas por endoproteases podem liberar de forma especifica oligopeptideos com aplicacoes nutricionais. Ligacoes glicosidicas e peptidicas podem ser rompidas por hidrolise acida, sendo hemicelulose mais susceptivel a que celulose. O ataque acido ao material permitiria assim reduzir o conteudo de hemicelulose da biomassa, tornando a celulose que permanece na fracao solida insoluvel mais acessivel as enzimas hidroliticas. Neste trabalho, foram estudadas diferentes rotas de solubilizacao de proteinas, hemicelulose lignina presentes na casca de soja, visando obtencao de etanol da fracao solida e oligopeptideos na fracao liquida. A recuperacao de proteinas na forma de peptideos foi feita hidrolisando-se a biomassa inicialmente com extrato comercial de endoprotease Novo-ProD, a 60oC, pH 9, por 5h, nas concentracoes enzimaticas de 1, 2 e 4% (m/m). Foi tambem testada, na sequencia da hidrolise com Novo-ProD1%, nova hidrolise com quimotripsina 1% (m/m). Os resultados mostraram que a hidrolise proteolitica com 1% de Novo-ProDpermitiu remocao de 56,9% da proteina presente na casca. Contudo, foi tambem verificado que e possivel remover 45,6% das proteinas nas mesmas condicoes, na ausencia de enzima, a pH9,0, possivelmente devido a liberacao de unidades agregadas apenas fisicamente. Um aumento da concentracao de endoproteases de 1% para 2% elevou a remocao para 74% de proteinas, nao se observando aumento significativo na extracao de proteinas aumentandose de 2 para 4%.. Com uso da enzima mais especifica, a quimotripsina, que opera em condicoes mais brandas, foi possivel remover 44% das proteinas, com uma maior remocao de lignina do material, comparando-se com Novo-ProD. Hidrolise acida de casca in natura ou sequencial a hidrolise com Novo-ProD1% sequencial permitiu atingir uma remocao total de aproximadamente 90%de proteinas O material solido remanescente e a casca in natura foram submetidos a hidrolise acida com H2SO4 3% (v/v), razao 1:4 (solido/liquido), 120oC, 20 min. Em todos os casos, as analises de carboidratos mostraram que foi possivel remover aproximadamente 46,7% de hemicelulose, maior parte na forma de xilose. Durante o tratamento acido ocorreu a remocao de quase toda a proteina da casca de soja, sem perda expressiva de celulose, o que se observou ocorrer na hidrolise acida da casca in natura. Assim, seja para obter-se um hidrolisado proteico de composicao controlada, seja para producao de etanol da fracao solida remanescente e recomendavel a remocao enzimatica previa de proteinas. A composicao quimica do material solido apos hidrolises proteolitica e acida sequenciais mostrou teores de celulose similares para todas as amostras (aproximadamente 49 %). Assim, o solido pre-tratado com 1% de Novo Pro-D, foi utilizado para a obtencao dos acucares fermentesciveis usando o complexo enzimatico Acellerase 1500 a 50oC, pH 4,8 e razao enzima/substrato de 7 FPU/g celulose durante 72 h. Nestas mesmas condicoes foram hidrolisadas as amostras de casca in natura pre-tratada com acido, a casca in natura e a casca apos hidrolise proteolitica. A conversao enzimatica de celulose em glicose foi em torno de 40%, tanto para as amostras pre-tratadas com Novo- ProD como para a amostra submetida so a hidrolise acida. Com um aumento de carga enzimatica para 20 FPU/g celulose foi possivel atingir uma conversao de 55% para amostras pre-tratadas com 1% de Novo-ProDe hidrolise acida sequenciais. A suplementacao do complexo enzimatico Acellerase 1500 com 120 UI de β-glicosidase e 1%(m/m) de pectinase nao produziu aumento na conversao enzimatica. A hidrolise da celulose proveniente de pre-tratado por organossolve usando etanol 50% a 170oC por 1 hora resultou em 52% de conversao com uma menor remocao de hemicelulose mostrando que a lignina estava causando o maior impedimento para o ataque enzimatico. A conversao de glicose em etanol foi similar para as amostras pre-tratadas por hidrolise acida e com as hidrolises proteoliticas (1% Novo-ProD) e acidas sequenciais chegando a uma concentracao aproximada de 13 g/L.

Sabe-se que materiais compostos laminados são, hoje em dia, geralmente usados nas indústrias aeronáutica, aeroespacial, naval e outras, principalmente por causa de suas atrativas propriedades se comparadas aos materiais isotrópicos, como alta rigidez/peso, alta resistência, alto amortecimento e boas propriedades relacionadas ao isolamento térmico e acústico, entre outras. Porém, o comportamento de estruturas feitas de materiais compostos pode ser aperfeiçoado através da utilização de materiais inteligentes. Dentre os diferentes tipos comercialmente disponíveis de materiais inteligentes, os materiais piezelétricos são amplamente usados como sensores e atuadores para o monitoramento e controle de estruturas. O efeito piezelétrico direto define que uma deformação mecânica aplicada ao material é convertida em uma carga elétrica. Por outro lado, o efeito piezelétrico inverso define que um potencial elétrico aplicado ao material é convertido em deformação mecânica. Estes efeitos governam a interação eletromecânica nos materiais piezelétricos. O Método dos Elementos Finitos, uma ferramenta amplamente reconhecida e poderosa para a análise de estruturas complexas, é capaz de realizar a integração dos componentes inteligentes e das partes estruturais clássicas. Sendo assim, o comportamento estático e dinâmico, linear e geometricamente não-linear, de estruturas compostas laminadas delgadas com lâminas piezelétricas incorporadas é analisado neste trabalho usando o Método dos Elementos Finitos (MEF). Elementos triangulares, chamados GPL-T9, com três nós e seis graus de liberdade por nó (três componentes de deslocamento e três de rotação) e um grau de liberdade por camada piezelétrica (potencial elétrico) são usados. Para a análise estática não-linear as equações de equilíbrio são solucionadas usando o Método do Controle de Deslocamentos Generalizados (MCDG) enquanto a solução dinâmica é obtida usando o Método de Newmark com Formulação Lagrangeana Atualizada (FLA). O sistema de equações é resolvido usando o Método dos Gradientes Conjugados (MGC) e nos casos não-lineares um esquema iterativo-incremental é empregado. Diversos exemplos numéricos são apresentados e comparados com resultados obtidos por outros autores com diferentes tipos de elementos e diferentes formulações. A concordância entre estes resultados demonstra a validade e a eficácia dos modelos desenvolvidos. / It is well known that laminate composite materials are nowadays commonly used in the aeronautical, aerospace, naval and other industries mainly because their attractive properties as compared to isotropic materials, such as higher stiffness/weight, higher strength, higher damping and good properties related to thermal or acoustic isolation, among others. However, the behavior of structures made of composite materials can be improved using smart materials. Among several kinds of commercially available smart materials, the piezoelectric materials are widely used as sensors and actuators for the monitoring and control of structures. The direct piezoelectric effect states that a mechanical strain applied to the material is converted to an electric charge. On the other hand, the converse piezoelectric effect states that an electric potential applied to the material is converted to mechanical strain. These effects govern the electromechanical interaction in piezoelectric materials. The finite element method, a widely accepted and powerful tool for analyzing complex structures, is capable of dealing with the integration of smart components and classic structural parts. So, linear and geometrically nonlinear static and dynamic behavior of thin laminate composite structures embedded with piezoelectric layers are analyzed in this work using the Finite Element Method (FEM). Triangular elements, called GPL-T9, with three nodes and six degrees of freedom per node (three displacement and three rotation components) and one degree of freedom per piezoelectric layer (electrical potential) are used. For static analysis the nonlinear equilibrium equations are solved using the Generalized Displacement Control Method (GDCM) while the dynamic solution is performed using the classical Newmark Method with an Updated Lagrangean Formulation (ULF). The system of equations is solved using the Gradient Cojugate Method (GCM) and in nonlinear cases an iterative-incremental scheme is employed. Several numerical examples are presented and compared with results obtained by other authors with different kind of elements and different schemes. The agreement among these results demonstrates the validity and effectiveness of the developed models.