Submitted by ANNA BEATRIZ ALVES DE MELLO null (eng.annabeatriz@gmail.com) on 2016-09-26T17:26:57Z No. of bitstreams: 1 Argamassas autoadensáveis utilizando cinzas de casca de arroz como finos - comparação com o caso de argamassas vibradas.pdf: 4452313 bytes, checksum: 5912cb6b4a6d246206f745348ff2b0e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-27T17:47:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_aba_me_ilha.pdf: 4452313 bytes, checksum: 5912cb6b4a6d246206f745348ff2b0e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_aba_me_ilha.pdf: 4452313 bytes, checksum: 5912cb6b4a6d246206f745348ff2b0e1 (MD5) Previous issue date: 2016-08-01 / O trabalho apresenta um estudo exploratório sobre o uso de cinzas de casca de arroz como finos em argamassas autoadensáveis. Para tanto foram realizadas composições de argamassas vibradas e autoadensáveis variando-se os parâmetros tais como a relação água/cimento, superplastificante/cimento, e volume de agregado miúdo/volume de argamassa, mantendo-se constante a relação finos/cimento, e as relações água/materiais secos, bastante próximas. Foram realizados ensaios no estado fresco e no estado endurecido. Para o estado fresco foram realizados de modo a poder nortear as composições, a saber: ensaio Flow- table para os casos de argamassas vibradas e de espalhamento Slump-flow para os casos de argamassas autoadensáveis, ensaio Slump-test para os casos de argamassas vibradas e de escoamento confinado V-funnel para os casos de argamassas autoadensáveis, e avaliação da massa específica aparente. No estado endurecido foram realizados os ensaios de resistência à compressão simples e diametral, e os de absorção d’água. Os resultados foram então comparados uns com os outros ou analisados dentro do seu contexto. Encontraram-se valores que puderam corroborar para as vantagens do uso das cinzas de casca de arroz nas argamassas autoadensáveis, sobretudo nos resultados relativos aos valores das resistências mecânicas alcançadas e dos níveis de absorção d’água. Observou-se também aparente rigidez para os casos das argamassas autoadensáveis. Observou-se que as argamassas autoadensáveis podem alcançar um comportamento diferenciado na diminuição dos valores de absorção d’água com o tempo, de modo a se antecipar estas reduções dentro de seus níveis máximos permitidos. / The paper presents an exploratory study on the use of rice husk ash as fine in self-compacting mortars. Therefore, we conducted compositions vibrated and self-compacting mortars varying parameters such as the water/cement superplasticizer/cement ratio and the volume of fine aggregate/volume of mortar, keeping constant the fines/cement ratio, and the relationship water/dry materials very close. Assays were performed in fresh and hardened state. For fresh state were conducted in order to guide the compositions as follows: Flow-test table for cases of vibrated mortar Slump-flow and spread in cases of self-compacting mortar, Slump-test assay for the cases of mortars vibrated and V-funnel flow confined to cases self-compacting mortars, and evaluation of the bulk density. In the hardened state were performed strength tests to simple and diametrical compression, and the water absorption. The results were then compared with each other or analyzed in context. They met values that might corroborate the advantages of the use of rice husk ash in self-compacting mortars, particularly in the results for the values of mechanical strength and achieved the levels of water absorption. There was also apparent rigidity for cases of self-compacting mortars. It was observed that the mortar self-compacting can achieve a differentiated behavior in decreasing the water absorption values over time in order to anticipate these reductions within their maximum permitted levels.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoJVD_DISSERT.pdf: 2741868 bytes, checksum: 97ddceb816029ff94f808bc361679f56 (MD5) Previous issue date: 2010-01-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Brazil is the world s leading coffee producer. In 2008, 45.99 million of 60 kg bags of benefited coffee were produced. In the process of improvement 50% is grain and 50% is husk, thus, 1.38 million tons of coffee husk are produced annually. The husk is used as combustible in the drying and improvement ovens in the coffee farms, generating ash as residue. These ashes contain a high concentration of alkaline metals and earth metals, mainly K2O and CaO. This work studies the use of this residue in the ceramic tiles industry, as fluxing agents in substitution to the feldspar. Ten mixtures with equal ratios of clay and kaolin, proceeding from Bahia and the residue (varying from 30 to 5%) were defined and produced in uniaxial tool die of 60x20mm with approximately 5 mm of thickness and 45MPa compacting pressure. The samples were fired in four different temperatures: 1100 ?C, 1150 ?C, 1185 ?C and 1200 ?C during 60 minutes and characterized by means of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, gravimetric thermal analysis and differential thermal analysis. The results of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, XRD, dilatometry, flexural strength and SEM were also analysed. The test specimen with addition of 10% of ash fired in 1200 ?C resulted in 0.18% water absorption and 40.77 MPa flexural strength, being classified as porcelain stoneware tiles according to ABNT, UNI and ISO norms / O Brasil ? o maior produtor mundial de caf?. Em 2008 foram produzidas 45,99 milh?es de sacas, de 60 Kg, de caf? beneficiado. No processo de beneficiamento 50% ? gr?o e 50% ? casca. Assim, 1,38 milh?es de toneladas de cascas de caf? s?o produzidas anualmente. A casca ? utilizada como combust?vel nos fornos de secagem e beneficiamento nas fazendas de caf?, gerando uma cinza como res?duo. As cinzas da casca de caf? apresentam altas concentra??es de metais alcalinos e alcalinos-terrosos, principalmente K2O e CaO. Este trabalho estuda a utiliza??o deste res?duo na ind?stria de placas cer?micas para revestimentos, como fundente, em substitui??o ao feldspato. Foram definidas 10 formula??es com iguais propor??es de argila e caulim provenientes da Bahia, e o res?duo (variando de 30 a 5%), e confeccionados corpos-de-prova em matriz uniaxial de 60x20mm com aproximadamente 5 mm de espessura, com press?o de compacta??o de 45Mpa. As amostras foram sinterizadas em quatros patamares de temperatura, 1100 ?C, 1150 ?C, 1185 ?C e 1200 ?C durante 60 minutos. Foram realizados ensaios para caracteriza??o das mat?rias-primas por fluoresc?ncia de raios-X, difra??o de raios-X, AG, ATD e ATG e analisados os resultados de absor??o de ?gua, porosidade aparente, retra??o linear, DRX, an?lise dilatom?trica, resist?ncia ? flex?o e MEV. Os corpos de prova com adi??o de 10% da cinza e sinterizados a 1200 ?C obtiveram resultados de absor??o de ?gua de 0,18% e resist?ncia ? flex?o de 40,77 MPa, o que segundo as normas ABNT, UNI e ISO podem ser classificados como gr?s porcelanato

Análises mineralógicas, petrográficas e de palinofácies são registradas em um leito de tonstein associado a camadas de carvão na Jazida do Faxinal, Rio Grande do Sul, Brasil. A integração dos dados revestiu-se de grande importância para atribuir uma origem vulcânica para este argilito caolinítico. O tonstein é uma rocha quase monominerálica, composta predominantemente por caolinita antigênica. Dispersos na massa caolinítica ocorrem os minerais piroclásticos: paramorfos de quartzo-ß bipiramidais euédricos, “splinters” de quartzo transparente, zircão idiomórfico, apatita euédrica, alanita e pseudomorfos de sanidina, os quais são considerados como uma suíte restrita de minerais vulcânicos de tonsteins distais que preservaram durante a diagênese. Os minerais primários e suas feições texturais, bem como as relações de campo, indicam uma origem vulcânica de queda para essa camada. O estudo de palinofácies, inédito para este tipo de rocha, evidenciou uma composição diferenciada da matéria orgânica estruturada ao longo do perfil do tonstein. Análises estatísticas do querogênio de diferentes níveis da camada de tonstein indicaram altas percentagens de fitoclastos (xilema e epiderme) associados à menor representatividade de palinomorfos. Análises microestratigráficas destes níveis demonstraram que a saturação e a precipitação dos palinomorfos foram altamente influenciadas pelo intenso processo de queda de cinzas. O nível basal caracteriza-se por densos aglomerados de esporos e polens, enquanto o topo é marcado pela preservação de fragmentos de colônias de algas Botryococcus evidenciando uma deposição subaquosa desta camada. Alguns fragmentos de epiderme (cutículas) evidenciam, por sua coloração, acentuada alteração termal. Esses dados possibilitaram vincular as peculiaridades do mecanismo de deposição e preservação da matéria orgânica com o processo de formação do tonstein relacionado à rápida precipitação de cinzas vulcânicas. O tonstein intercalado em camada de carvão indica um episódio de sedimentação de tefra durante a deposição da seqüência portadora de carvão no Permiano Inferior no sul da Bacia do Paraná. / Mineralogical and palynofacies analyses are reported from a tonstein layer interbedded with coal seams in the Faxinal coalfield, Rio Grande do Sul, Brazil. Integration of data has far reaching significance for attributing a volcanic origin for this kaolinitic claystone bed. The tonstein is almost monomineralic rock, composed mainly by authigenic kaolinite. Scattered in the kaolinitic mass primary pyroclastic minerals occur: euhedral beta-quartz paramorphs and waterclear quartz splinters, idiomorphic zircons, apatite, allanite and sanidine pseudomorphs; considered as a restricted suite of silicic volcanic minerals of the distal tonsteins which preserved during diagenesis. The primary minerals and their textural features, as well as the field relations, indicate a volcanic air-fall origin. Analyses of the kerogens from different levels of tonstein layer indicate high percentages of phytoclasts combined with very low palynomorph percentages. Microstratigraphic analyses of the tonstein profile demonstrated that saturation and precipitation of palynomorphs were highly influenced by the intense ash-fall process. The preservation of Botryococcus colonies at the top of the tonstein evidenced the subaqueous deposition of this bed. The brown color of several cuticle fragments and tracheids was linked to thermal alteration. The tonstein interbedded in a coal seam indicates an episode of tephra sedimentation during the deposition of the coal-bearing sequence of the Lower Permian in the southern Paraná Basin.

O presente trabalho propõe o uso das cinzas de dois resíduos agroindustriais - casca de arroz e bagaço de cana-de-açúcar - como fonte de sílica (SiO2) para a síntese de sílicas mesoporosas altamente ordenadas. Esta aplicação, além de agregar valor aos resíduos, busca uma alternativa ao tetraetil ortossicato, uma fonte de sílica dispendiosa, cuja obtenção resulta em danos ambientais. Amostras de cascas arroz de quatro procedências distintas foram caracterizadas por termogravimetria/ termogravimetria derivada (TG/DTG), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análise elementar de CHN. Com base nestes resultados, duas amostras foram selecionadas para obtenção de sílica. Outras duas amostras de bagaço de cana-de-açúcar de origens diferentes foram também caracterizadas por esta metodologia. Para melhor entender as etapas de degradação térmica da matéria orgânica, os resultados de TG/DTG foram associados aos de FT-IR e um estudo cinético por TG foi realizado. Diferentes tratamentos em meio ácido, com o objetivo de remover impurezas e reduzir o tempo necessário para calcinação dos materiais, foram realizados. O método escolhido para cada um dos materiais foi definido a partir dos testes e por avaliação de resultados de TG/DTG. As cinzas obtidas após calcinação em mufla dos materiais com e sem tratamento ácido prévio, foram caracterizadas por MEV/EDS, DRX e isotermas de adsorção/dessorção de N2. As cinzas das amostras com tratamento apresentaram maior pureza que as não tratadas e, para as obtidas a partir casca de arroz, foram amorfas e com alta área superficial BET (200-300 m2.g-1). A síntese de sílicas mesoporosas foi testada empregando-se as cinzas isoladas de amostras tratadas em meio ácido utilizando três rotas sintéticas diferentes. Em uma delas foi possível obter um material de morfologia esférica, com área superficial BET de cerca de 500 m2.g-1 e diâmetro de poro médio (BJH) de 4 nm. A caracterização por espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS) revelou um ordenamento hexagonal dos poros. Um material de mesma morfologia foi obtido empregando-se silicato de sódio comercial ao invés das cinzas. Os materiais obtidos possuem potencial para diversas aplicações, destacando-se o uso no empacotamento de colunas para cromatografia líquida, encapsulação de fármacos com liberação controlada, catálise e suporte para deposição de materiais. / This work proposes the use of ashes of two agro-industrial wastes - rice husk and sugar cane bagasse - as a source of silica (SiO2) for the synthesis of highly ordered mesoporous silicas. This application, besides adding value to waste, aims an alternative to ortossicato tetraethyl, an expensive source of silica, whose obtaining causes environmental damage. Samples of rice husks from four different sources were characterized by thermogravimetry / derivative thermogravimetry (TG / DTG), differential scanning calorimetry (DSC) and elemental CHN analysis. Based on these results, two samples were selected to obtain silica. Two other samples of sugar cane bagasse from different sources were also characterized by this methodology. To better understand the steps of thermal degradation of organic matter, the results of TG / DTG were associated with FT-IR and a kinetic study was performed by TG. Different treatments in an acid medium were carried out with the aim of removing impurities and reduce the time required for calcination of the materials. The method chosen for each material was defined from the tests and from evaluation of the results of TG / DTG. The ash obtained after the calcination of materials in muffle furnace, with and without prior acid treatment, were characterized by SEM / EDS, XRD and isotherms of adsorption/desorption of N2. The treated samples ashes showed higher purity than those not treated, and for those obtained from rice hulls were amorphous and with high BET surface area (200-300 m2.g-1). The synthesis of mesoporous silicas were tested employing the isolated ash samples treated in acid medium using three different synthetic routes. In one of them it was possible to obtain a spherical morphology material with BET surface area of 500 m2.g-1 and average pore diameter (BJH) of 4 nm. The characterization by small angle X-ray scattering (SAXS) showed a hexagonal ordering of the pores. A material with the same morphology was obtained employing commercial sodium silicate instead of the ash. The synthetized materials have potential for many applications, including packaging of liquid chromatography columns, encapsulation of drugs with controlled release, catalysis and support for deposition of materials.

As cinzas leves e pesadas de carvão foram utilizadas na síntese das zeólitas (ZCL e ZCP) por tratamento hidrotérmico alcalino. As zeólitas modificadas de cinzas leves e pesadas (ZMSL e ZMSP) foram preparadas pela mistura de ZCL e ZCP com o surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio. Os adsorventes foram caracterizados por diferentes técnicas, tais como: métodos físico-químicos, fluorescência de raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. O processo de adsorção dos corantes cristal violeta (CV) e do ácido laranja 8 (AL8) foi realizado em sistema de batelada com o objetivo de investigar o equilíbrio e a dinâmica dos materiais zeolíticos no tratamento de efluentes. Os modelos de cinética de pseudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem foram aplicados aos dados experimentais e a cinética de pseudo-segunda-ordem descreveu a adsorção dos corantes sobre os adsorventes. Estudos da difusão intrapartícula revelaram que as velocidades de adsorção não eram controladas somente pela etapa de difusão. O modelo de Freundlich ajustou-se melhor aos dados experimentais para todos os sistemas estudados, com exceção do sistema CV/ZCL, que seguiu o modelo de Langmuir. As capacidades máximas de adsorção das zeólitas modificadas foram maiores do que aquelas obtidas para as zeólitas não modificadas. Este melhor desempenho é devido ao ambiente hidrofóbico proporcionado pela adsorção do surfactante catiônico na superfície do adsorvente. Os parâmetros das isotermas de adsorção foram usados para prever o design do equipamento para a realização de processo de adsorção descontínuo de estágio simples. / The coal fly and bottom ashes were used in the synthesis of zeolites (ZFA and ZBA) by alkaline hydrothermal treatment. The modified zeolites from coal fly ash and botton ash (ZMSF and ZMSB) was performed by mixing ZFA e ZBA with the surfactant hexadecyltrimethylammonium bromide. The adsorbents were characterized by different techniques such as: physico-chemical methods, X-ray fluorescence spectroscopy, infrared, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The adsorption of the dye crystal violet (CV) and acid orange 8 (AO8) was carried out in batch system with the purpose of investigating the equilibrium and dynamics of zeolitic materials in wastewater treatment. Pseudo-first- and second-order kinetic models have been applied to the experimental data and pseudo-second-order kinetic was found to describe the adsorption of the dyes on the adsorbents. Intra-particle diffusion studies revealed that the adsorption rates were not solely controlled by the diffusion step. The Freundlich model was better ajusted to the experimental data for all systems studied, except system CV/FTA, which followed the Langmuir model. The maximum adsorption capacities of the modified zeolites were higher than those obtained for the unmodified zeolites. This best performance is due to the hydrophobic ambient provided by the adsorption of cationic surfactant on the surface of the adsorbent. The parameters of adsorption isotherms were used to predict the design of the equipment for performing adsorption discontinuous single stage.

A indústria de produção de couro gera uma grande quantidade de resíduos com características poluentes e de elevada periculosidade, entre os quais se destacam os resíduos curtidos (aparas, serragem e pó de couro curtido) e os lodos provenientes das estações de tratamento de efluentes (lodos de cromo, lodos primários e lodos secundários). Estes resíduos possuem uma considerável quantidade de compostos de Cr(III) na sua composição, os quais, sob condições oxidantes, podem transformar-se em Cr(VI), que é altamente tóxico para animais, plantas e seres humanos. No entanto, estes resíduos constituem uma potencial fonte alternativa de cromo (tradicional pigmento industrial) que poderia ser aproveitada pela indústria de vidros e de esmaltes. No presente trabalho foi realizado o estudo das propriedades físicas e químicas de um lodo de cromo proveniente do distrito industrial do município de Franca/SP, com o intuito de avaliar a viabilidade da utilização das cinzas da incineração deste resíduo como uma potencial fonte alternativa de cromo na fabricação de vidros sodo-cálcicos coloridos para embalagens. Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), análises termodiferencial (DTA) e termogravimétrica (TG/DTG), análise elementar, análise granulométrica, determinação de poder calorífico pelo método da bomba calorimétrica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram usados para determinar as características físicas e químicas do lodo de cromo. A incineração do resíduo foi realizada numa mufla elétrica a 800 C, utilizando um cadinho de alumina. A determinação da concentração de íons Cr(VI) presentes no lodo e nas cinzas foi realizada através do método colorimétrico utilizando difenilcarbazida. Vidros sodo-cálcicos contendo as cinzas da incineração do lodo de cromo foram preparados por meio da fusão das matérias-primas industriais (areia, barrilha e calcário) em cadinhos de alumina a 1500 C por 1h, sob condições similares às utilizadas no processo industrial de produção de vidros comerciais de coloração verde (composição, adição de ferro e condições redutoras). Para fins de comparação, foram preparadas também amostras de vidros contendo cromita (tradicional fonte industrial de cromo utilizada pela indústria de vidros) sob condições semelhantes. As amostras de vidros foram caracterizadas em termos de composição química por FRX, MEV, DRX, coordenadas colorimétricas (sistema CIEL*a*b*) e absorção óptica. Os resultados de FRX mostraram que as cinzas apresentam um teor de cromo de aproximadamente 47% em massa de Cr2O3, valor não muito distante do teor de cromo observado na composição da cromita (cerca de 43% em massa de Cr2O3). Os vidros preparados utilizando cromita e as cinzas da incineração de lodo de cromo apresentaram bandas de absorção óptica semelhantes no intervalo analisado (200-3300 nm), sem a presença aparente da banda de absorção óptica entorno de 370 nm, característica do íon Cr6+. Estes resultados sugerem que sob condições adequadas de incineração do lodo, bem como formulação e fusão do vidro, é possível utilizar-se as cinzas obtidas como fonte alternativa de cromo para a fabricação de vidros coloridos do sistema soda-cal-sílica. / Leather production industry generates large quantities of solid wastes with pollutant characteristics and hazardous conditions, such as tanned wastes (Chrome shaving, chrome splits and buffing dust) and sludges from wastewater treatment process (Tannery sludge, primary and secondary sludge). These wastes containing Cr(III), which, under oxidizing conditions, can turn into Cr(VI), an extremely toxic and cancerigenous form of the element. However, these wastes are a potential source of chromium (traditional industrial pigment) which could be used by the glass and ceramic enamels industries. In the present work was studied the physical and chemical properties of a tannery sludge from the industrial district of the city of Franca, São Paulo State, Brazil, in order to evaluate the feasibility of using the ashes from incineration of this waste as a potential alternative source of chromium for the manufacturing of soda-lime glasses. X-Ray Fluorescence (XRF), Xray Diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetric Analysis (TG/DTG), elemental analysis, granulometric analysis, determination of calorific value by the bomb calorimeter method and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to determine the physical and chemical characteristics of tannery sludge. The tannery sludge incineration was performed using an alumina crucible in a electric oven at 800 C. Colorimetric method using diphenylcarbazide were conducted to determinate the Cr(VI) concentration in the waste and the ashes from incineration. Soda-lime glass containing the ashes from incineration of tannery sludge was prepared by melting of industrial raw materials (sand, soda ash and limestone), in alumina crucibles at 1500 C for 1 hour, under similar conditions to those used in the industrial production process of commercial green container glasses (composition, addition of iron and reducing conditions). For comparison purposes, glasses containing chromite (traditional industrial source of chromium used by the glass industry) were also prepared under similar conditions. The glass samples were characterized in terms of chemical composition by XRF, MEV, DRX, color (CIEL*a*b* system) and optical absorption. The FRX results revealed that the ashes are composed by about 47 wt% Cr2O3. This amount is not so far from the chromium content observed in the composition of chromite (about 43 wt% Cr2O3). The glasses containing chromite and the ashes from the incineration of the tannery sludge exhibited approximately similar optical absorption bands in the analyzed range (200-3300 nm), without the presence of optical absorption band around 370 nm, characteristic of Cr 6+. These results suggests that under appropriate incineration conditions of the sludge, as well as formulation and melting of glass, is possible use the chromium-rich ashes from incineration of tannery sludge as an alternative source of chromium for the manufacturing of colored glasses of the soda-lime-silica system.

Orientador: Waldir Antonio Bizzo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T20:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FrancoJacome_DiegoLuis_M.pdf: 6974773 bytes, checksum: 66b68efde995c3ab7c55a3d28e15cc19 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A cadeia produtiva da cana-de-açúcar tem focado grande interesse no aproveitamento integral dos seus principais subprodutos: a palha e o bagaço (sendo a palha constituída das porções foliares e ponteiras da cana-de-açúcar). Isto tem sido feito através da mudança das rotas produtivas, onde o bagaço será utilizado para a produção de etanol de segunda geração e a palha como substituta do bagaço nas caldeiras de geração de vapor. Atualmente a palha não está consolidada como combustível e, portanto, seu comportamento nos geradores de vapor permanece desconhecido. Sabendo que as incrustações devido à fusão das cinzas durante a combustão de combustíveis sólidos representa um dos maiores problemas na operação dos equipamentos de geração de vapor, neste trabalho, foi caracterizada a palha de cana como combustível a fim de prever seu possível comportamento em caldeiras industriais. Amostras de palha de cana-de-açúcar foram recolhidas em duas condições: diretamente da planta e recolhida no solo após a colheita mecanizada. Foram estudados e analisados os comportamentos das cinzas da palha integral e seus componentes (pontas, folhas verdes e folhas secas), por meio das técnicas de análise térmica simultânea (STA) e da espectrometria de energia dispersiva (EDS). Desta forma, foram identificadas temperaturas de evaporação e a composição dos principais constituintes voláteis das cinzas, representados por uma reação endotérmica com perda de massa. Igualmente, a temperatura de fusão foi detectada como reação endotérmica sem envolver perdas de massa. As análises apresentaram composição e comportamentos diferentes para cada um dos componentes da palha baseados principalmente no teor de metais álcali, cloro e das temperaturas de preparação das cinzas prévias às análises. Neste sentido, as porções correspondentes às pontas e folha verdes da cana-de-açúcar, apresentaram impactos relacionados com incrustações (fouling/slagging) superiores às de folhas secas e palha integral. Baseados nos resultados obtidos a palha de cana-de-açúcar perfila-se como uma possível biomassa substituta ao bagaço nas caldeiras de geração industriais / Abstract: The sugarcane supply chain has lately placed great interest on the comprehensive use of its main by-products: straw and bagasse (the straw constituted by leaves and tops). By changing the production routes, sugarcane bagasse will be used as an energy source for the production of second generation ethanol and straw will substitute bagasse in steam generators. However, sugarcane straw is not currently used as fuel; therefore, its behavior in industrial boilers remains unknown. Slagging and fouling depositions due to fly ash melting within the boiler during combustion of solid fuel represents one of the most significant issues in the operation and maintenance of steam generation equipment. The main objective of this work was to characterize sugarcane straw as a fuel in order to predict its performance in industrial boilers. Samples of straw were collected in two different conditions: directly from the plant and off the field after mechanized harvest. The behavior of the ashes produced at different temperatures (575°C, 785°C and 985/950/850°C) from the integral sugarcane straw and its individual components (tops, dry leaves and green leaves) were analyzed by simultaneous thermal analysis (STA) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Evaporation temperature and composition of the main volatile constituents of ashes formed, represented by an endothermic reaction involving changes in mass were identified. Also, fusion temperature was determined to be an endothermic reaction without mass loss. Results showed different elemental compositions and behaviors of ashes for each constituent of sugarcane straw, mainly based on alkali and chlorine percentage, and ashing temperature. In this regard, the fractions corresponding to sugarcane tops and green leaves showed major impacts on slagging and fouling depositions compared to dry leaves and raw straw fraction possibly due to its high levels of potassium and chlorine. Based on the results obtained from this research, sugarcane straw is profiled as an excellent substitute biomass for bagasse in industrial steam generation boilers, instead of being burned as a pre-harvest technique / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] Neste trabalho estudou-se a remoção de manganês II, de efluentes da indústria mineira, por sorção, utilizando dois tipos de sorventes: o minério de paligorsquita proveniente Nova Guadalupe (Piauí) e a fração pesada das cinzas proveniente da queima de carvão mineral da indústria termoelétrica de Tubarão (SC). Foi apresentado um breve histórico da sorção de metais em argilas e óxidos, além das características dos processos de sorção e a análise dos principais trabalhos correlatos disponíveis na literatura, procurando evidenciar dados de isotermas e cinética de sorção em sorventes similares. Para a caracterização dos sorventes realizaram-se: análise granulométrica, fluorescência e difração de raios-X, análise termogravimétrica, medição da superfície especifica (BET) e análise com o microscópio eletrônico de varredura. Para avaliar o efeito múltiplo das variáveis: concentração inicial de manganês, pH, força iônica e razão sorvente/solução, na sorção de manganês utilizou-se a metodologia de supe rfície re sposta, empregando o planejamento estatístico central composto para ambos os sorventes. As variáveis mais significativas foram a razão sorvente/solução, a concentração inicial de manganês e a força iônica, para a paligorsquita; e para as cinzas de carvão foram a concentração inicial de manganês, a razão sorvente/solução e o pH. Determinou-se a cinética de sorção de manganês a diferentes valores de pH a 25 ºC, adequandose melhor o modelo de pseudo -segunda ordem para os dois tipos de sorvente. Mostrou-se uma maior constante cinética a pH 8,5 (26,6 g.mg -1min -1) para a paligorsquita e para as cinzas de carvão a pH 6,0 (5,02 g.mg -1min-1). Foram testados os modelos de Langmuir e Freundlich para avaliar a capacidade de sorção dos sorventes. O modelo de Fr eundlich se ajustou melhor para a paligorsquita e o modelo de Langamuir para as cinzas de carvão. A importância dos resultados obtidos visa à utilização destes sorventes na remoção de manganês de acordo com as características do efluente e da disponibilidade do sorvente, além de abrir a possibilidade de aplicação destes sorventes para remoção de outros metais. / [en] In this work the removal of manganese II, of mining industry effluent was studied, by sorption, using two types of sorbent s: palygorskite ore and heavy coal ash (proceeding from coal burning of a thermo electrical plant ). A brief historical of metals sorption in clays and oxides was presented, besides the characteristics of sorption processes and the analysis of the main works available in literature, looking for evidence isotherms and sorption kinetic data in similar sorbent s. The sorbents characterization was realized by: screen anal ysis, X-ray fluorescence and diffraction, thermo gravimetric analysis, specific surface area (BET) and scanning electron microscopy. To evaluate the multiple effect of the variable s: manganese initial concentration, pH, ionic strength and ratio sor bent/sol ution, in the manganese sorption was used the surface res ponse methodology, us ing a statistical experimental central composite design for both sor bents. The most significant variables were the ratio sorbent/solution, the initial manganese concentration and the ionic strength, for the pal ygorskite; and for coal ash were the initial manganese concentration, the ratio sorbent/solution and the pH. It was determined the manganese sorption kinetic at different pH values at 25ºC.The pseudo-second order model found to be the best correlation for both types of sorbents. The greater kinetic constant was obtained in pH 8.5 (26.6 g.mg-1min-1) for the palygorskite and for coal ash in pH 6,0 (5. 02 g.mg-1min-1). Langmuir and Freundlich models had been tested to evaluate the sorption capacity of the sorbents. The experimental data were correlated better by the Freundlich isotherm model for the palygorskite and the Langmuir isotherm model for coal ash. The importance of the results aim to use these sorbents in the manganese removal in agreement with the characteristics of the effluent and the availability of sor bent s, besides, opening the possibility to use these sor bents for the removal of other metals.

[pt] Esta pesquisa se propõe a uma investigação exploratória na utilização de resíduos carbonizados, como matéria prima para reconstrução de peças perdidas no incêndio que, em setembro de 2018, destruiu parte do acervo do Museu Nacional (MN) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), através de tecnologias de Manufatura Aditiva. O que tornou este trabalho possível foi a existência de arquivos digitais obtidos em pesquisas anteriores através de processos não invasivos e não destrutivos de obtenção de superfícies tridimensionais de diversas peças do acervo do museu. A principal contribuição se caracteriza pela possibilidade de recriar peças do acervo do museu, bem como agregar diferentes valores simbólicos aos objetos reproduzidos com resíduos provenientes do próprio MN, através de experimentos realizados com pesquisadores do Laboratório de Processamento de Imagem Digital do Museu Nacional, do Núcleo de Experimentação Tridimensional – NEXT da PUC Rio e do Instituto Nacional de Tecnologia. A pesquisa apresenta uma análise por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) de amostras desse material, com a identificação de sua composição, e segue três linhas de trabalho focadas em processos diferentes de Manufatura Aditiva, o que resultou no desenvolvimento de um filamento termoplástico extrudado, uma massa argilosa em pó e uma linha que combina processos de fabricação digitais e analógicos. As peças produzidas foram exibidas em exposições relacionadas ao Museu Nacional. / [en] This research proposes an exploratory investigation on the use of carbonized residues, as feedstock in Additive Manufacture technologies, for the reconstruction of pieces lost in the fire that destroyed part of Federal University of Rio de Janeiro National Museum(MN) s collection, in September 2018. This work was possible due to the existence of digital files, from previous researches, which were generated through non-invasive and non-destructive processes for obtaining threedimensional surfaces of several pieces from the museum s collection. The main contribution of this work is characterized by the possibility of recreating pieces which incorporate symbolic and imagetic affective aspects to objects reproduced with MN s fire accident residues, through experiments carried out by researchers both from Digital Image Processing Laboratory, of the National Museum, and the National Institute of Technology. This research presents an analysis by scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectroscopy (EDS) of samples of this material, identifying its composition, and it follows three guidelines focused on different Additive Manufacturing processes, which resulted in the development of an extruded thermoplastic filament, a clay powder and a line that combines digital and analog manufacturing processes. All used in the recreation of pieces shown in exhibitions related to the National Museum.

[pt] A gestão dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) e seu consequente reaproveitamento ou não é um problema existente no Brasil e no mundo. No Brasil, a produção de energia mediante incineração de RSU ainda está na sua etapa inicial, como por exemplo, com a implantação da Usina Verde no campus da UFRJ, com a consequente produção de subprodutos, como as cinzas volante e de fundo. Este estudo apresenta o comportamento de um solo coluvionar argiloso estabilizado com cinzas de RSU sob carregamento estático, tendo como principal objetivo avaliar a influência destas cinzas misturadas com o solo para possíveis aplicações em obras geotécnicas. Para isso foram realizados ensaios de caracterização física, química e mecânica, como ensaios de compactação Proctor Normal e ensaios triaxiais consolidados isotropicamente drenados (CID), para o solo puro e misturas solo-cinza. Foram avaliadas as influências do teor de cinzas (20 por cento, 30 por cento e 40 por cento de cinza volante e de cinza de fundo), bem como do tempo de cura (30 e 60 dias). Os resultados mostram que todas as misturas solo-cinza apresentam melhores parâmetros de resistência, em comparação do solo puro, onde as misturas solo-cinza volante apresentaram melhores resultados quando comparadas às misturas solo-cinza de fundo. A variação de teor de cinza adicionado ao solo, sem cura, mostra que para maiores teores de cinza volante a coesão diminui e ocorre o contrário com a cinza de fundo. Com relação ao tempo de cura, na maioria dos casos houve melhora do comportamento das misturas solo-cinza em comparação ao obtido sem cura. O teor de cinza (volante ou de fundo), tempo de cura e a tensão de confinamento influenciam na deformação volumétrica das misturas solo-cinza, apresentando menores deformações volumétricas para maiores teores de cinza e maiores tempos de cura. As misturas com 40 por cento de cinza volante e 30 por cento de cinza de fundo apresentaram as melhores características de resistência e poderiam ser utilizadas como estabilizante no solo estudado, cumprindo exigências geotécnicas e ambientais, além de rebaixar os custos de obra e dar um destino mais nobre para as cinzas de RSU. / [en] Management of Municipal Solid Waste (MSW) and its subsequent reuse or not is an existing problem in Brazil and the world. In Brazil, the production of energy through incineration of MSW is still in its initial stage, for example, with the implementation of Usina Verde on campus at UFRJ, with the consequent production of byproducts, such as fly and bottom ashes. This study presents the behavior of a colluvial clayey soil stabilized with ashes from MSW under static load, with the main objective to evaluate the influence of these ashes mixed with the soil for possible applications in geotechnical works. For this characterization were performed physical, chemical and mechanical tests, as Proctor compaction tests Normal isotropically consolidated and drained triaxial (CID) for the pure and soil-ash mixtures. Were evaluated the influence of the ash content (20 per cent, 30 per cent and 40 per cent fly ash and botton ash) and of curing time (30 and 60 days). The results show that all mixtures soil-ash have better shear strength compared to the pure soil, where the soil- fly ash mixtures showed better results compared to mixtures of soil- bottom ash. The variation of the ash content added to the soil, without curing, shows that higher levels of ash the cohesion decrease and the opposite occurs with the bottom ash. Respect to the curing time, in most cases there was as improvement of the behavior of mixtures soil-ash compared to that obtained without curing. The ash content (fly or bottom), curing time and confinement stress influence the volumetric deformation to soil-ash mixtures, showed lower volumetric deformations to higher concentrations of ash and longer curing times. The mixtures with 40 per cent fly ash and 30 per cent bottom ash, showed the best characteristics of strength and could be used as stabilizer in the studied soil, compliance requirements geotechnical and environmental, in addition to lower labor costs and give a nobler destiny for the ashes of MSW.