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ISSN (Print) 1517-7076
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  • Application of lithium nonafluoro-1-butane sulfonate (nonaflate) based
           non-aqueous liquid electrolytes (NALE) in lithium-ion batteries

    • Authors: Hirankumar Gurusamy, Sakunthala Ayyasamy, Daries Bella
      Abstract: The non-aqueous electrolyte system comprising of the lithium nonafluoro-1-butane sulfonate (LiNfO) as a potential lithium ion-conducting salt in an equivalent binary mixture of propylene carbonate (PC) and 1, 2-dimethoxyethane (DME) as the solvent was explored for the lithium battery applications. The LiNfO based non-aqueous liquid electrolyte (NALE) system showed the highest ionic conductivity of 2.66 x 10-3 S cm-1 at ambient temperature, and a potential window stability of ~5 V. The lithium ion cells, Li/NALE//LiCoO2 werefabricated with the proposed non-aqueous electrolyte. The cell with particular composition of electrolyte delivered a high specific discharge capacity of 154 mA h g-1 at ambient temperature. The potential advantages of the proposed NALE are discussed in detail.
      PubDate: 2022-02-25
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2022)
       
  • Preparation of porous gas diffusion electrodes with platinum catalysts for
           hydrogen/oxygen fuel cell

    • Authors: Silvina Gabriela Ramos, Gustavo Alfredo Andreasen, Alicia Esther Ares, Walter E. Triaca
      Abstract: A preparation method for porous gas diffusion electrodes with platinum nanoparticles supported on Vulcan XC-72 carbon is presented. A fabrication procedure to manufacture a membrane electrode assembly (MEA) to be used in hydrogen/oxygen proton exchange fuel cell is described. The design and construction of a single prototype of hydrogen/oxygen PEM fuel cell, which incorporates the assembly MEA developed in-house, are presented. The performance of this prototype is evaluated by measuring both polarization curves and power density. The experimental curves show the typical profiles of the fuel cell where different regions of energy losses, associated with limiting phenomena such as activation, ohmic, and concentration-controlled regions, are distinguished. Preliminary results allow us to conclude that the preparation method for porous gas diffusion electrodes catalyzed with platinum nanoparticles as well as the development of MEA, are suitable to achieve an efficient performance of the prototype of hydrogen/oxygen PEM fuel cell.
      PubDate: 2022-02-21
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2022)
       
  • Estudo da incorporação de material laterítico ferroaluminoso na taxa de
           queima de compósito de matriz termofixa

    • Authors: Bruno Henrique Alves Mendes, Sylvester Stallone Pontes Sales, Lesley Glenda Sales dos Santos, Edinaldo José de Sousa Cunha, João Nazareno Nonato Quaresma, José Antônio da Silva Souza
      Abstract: Os compósitos são versáteis e podem ser aplicados em diversos setores dependendo das necessidades exigidas e de suas características, de modo a conciliar fatores como segurança, meio ambiente e economia. Os materiais lateríticos estão presentes em grande parte do território nacional e podem apresentar teores elevados de óxi-hidróxidos de ferro e alumínio, podendo influenciar significativamente nas propriedades térmicas de compósitos poliméricos. O material utilizado no trabalho é originário da Serra do Piriá, localizada no município de Vizeu, Estado do Pará. O trabalho consistiu na caracterização deste material e produção de compósitos utilizando o mesmo como carga, em uma matriz de poliéster isoftálico, os quais foram testados através de ensaios de flamabilidade. Foram realizadas análises de granulometria a laser, espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX), infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os compósitos foram fabricados segundo processo hand lay-up em molde fechado, com compressão de 2,7 toneladas por 20 minutos. As frações volumétricas utilizadas para a fabricação dos compósitos foram de 10, 20 e 30 % e os ensaios de flamabilidade foram conduzidos segundo a norma ASTM D 635-03. Como resultados, o material apresentou diâmetro médio igual a 23,5 μm, constituído por 61,13 % de Fe2O3 e 18,63 % de Al2O3, ratificando a presença destes óxidos, bandas características a 3448 cm1 indicam a presença de cátions trivalentes de Al3+ ou Fe3+. Quanto ao comportamento calorimétrico, o mesmo apresentou transformações de fases em uma faixa de temperatura adequada ao retardo de chamas, com perda de massa significativa a partir de aproximadamente 270 ºC. Nos compósitos com 30 % de material laterítico a propagação de chamas reduziu-se em 69,86 % com relação a matriz de poliéster, o que viabiliza o estudo de sua aplicação em compósitos.Palavras-chave: Laterita, Ferro, Alumínio, Caracterização. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Influência do tempo de injeção e degradação in vitro nas propriedades
           mecânicas, morfológicas e térmicas do poli(3-Hidroxibutirato)

    • Authors: Marcio Briesemeister, Katiusca Wessler, Márcia Adriana Tomaz Duarte
      Abstract: O PHB é um polímero biorreabsorvível e biodegradável, proveniente de fontes naturais e renováveis, sendo compatível para aplicações tanto na indústria farmacêutica como na biomédica. O presente estudo visa avaliar a influência do tempo de injeção e do tempo de degradação in vitro nas propriedades mecânicas, morfológicas e térmicas do Poli(3-hidroxibutirato) (PHB). Para tanto, foram injetados corpos de prova de tração e impacto com diferentes tempos de injeção, sendo submetidos a diferentes tempos de degradação e sujeitos às seguintes caracterizações: calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TG), tração, microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de emissão de campo (FEG), impacto e dureza. À medida que o tempo de injeção foi ampliado e o tempo de degradação avançava, foram observadas as seguintes alterações: aumento de até 18,9% na cristalinidade; princípio de degradação térmica; redução na tensão máxima de até 12,8%; evidencias de degradação hidrolítica, aumento de até 29,9% na resistência ao impacto e aumento de 3,5% da dureza. Sendo assim, concluiu-se que diferentes tempos de injeção combinado com a degradação in vitro influenciaram nas propriedades finais do PHB.Palavras-chave: Poli(3-hidroxibutirato); Degradação in vitro; Moldagem por Injeção; Tempo de Injeção. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Avaliação do desempenho de selantes corta fogo para compartimentação
           de shafts hidráulicos e elétricos

    • Authors: Giovana Poleto, Arthur Merlin José Figueiredo, Gustavo Luis Prager, Fabricio Longhi Bolina, Bernardo Fonseca Tutikian
      Abstract: A segurança contra incêndio das edificações é uma necessidade de projeto. As edificações avançam em altura e área, contando com grandes demandas de instalações, obrigando a indústria da construção civil a desenvolver sistemas de vedação capazes de impedir a propagação do fogo através das aberturas e juntas, garantindo a segurança dos usuários e satisfazendo os requisitos de segurança das normas vigentes. Este estudo analisou o desempenho de cinco sistemas de selagem corta-fogo, aplicados em passagens de tubulações hidráulicas e elétricas para compartimentação horizontal, ensaiados em escala real, em situação de incêndio, conforme a curva ISO 834, verificando o tempo de resistência ao fogo (TRF), a estanqueidade e os custos envolvidos. Através do estudo, verificou-se que os sistemas que atingiram TRF acima de 180 minutos foram os que possuem argamassa cimentícia em sua composição, superando o TRF daqueles compostos por placa de lã de rocha com revestimento ablativo, indicando que os sistemas mais econômicos mostraram o melhor desempenho. Todos os selos corta-fogo atingiram TRF igual ou superior a 120 minutos, satisfazendo o TRRF estabelecido pela NBR 14.321.Palavras-chave: Selagem corta fogo; Proteção passiva; Segurança contra incêndio; Compartimentação de edificações. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Mixture model applied to the development of polymeric fibre diaphragms

    • Authors: Celso Fidelis de Moura Junior, Raquel Araújo Nunes, Rafael Teles Cruz Silva, Hélio de Lucena Lira, Carlos Thiago Cândido Cunha, Eudésio Oliveira Vilar
      Abstract: The extraction and use of asbestos have been banned around the world because of its damage effects to the human health, it leads to studies of new materials in order to replace asbestos in several processes. The objective of this paper is to apply the simplex lattice planning and the mixture model in the manufacture of diaphragms. A mixture model was performed according to the simplex lattice, using four polyethylene microfibers (MF's) of different lengths, with 1st degree polynomial, adding inner and central points and a repetition, generating 18 mixtures. The results showed that microfibers of greater length have a greater influence on the diaphragms properties, presenting a more significant result on permeability. From the linear regression it was possible to estimate a mathematical model combining the three properties of the diaphragm, presenting a correlation of 92.12%.Keywords: Simplex lattice, model, polymeric diaphragm, microfibers. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Liga hipoeutética Al-11%Si: coeficiente de transferência de calor
           interfacial, variáveis térmicas, parâmetros microestruturais e
           microdureza

    • Authors: José Augusto França Rodrigues, Gueber Elias Mendes Santos Júnior, André dos Santos Barros, Otávio Fernandes Lima da Rocha, Antonio Luciano Seabra Moreira
      Abstract: Este artigo apresenta um estudo teórico-experimental com o objetivo de determinar o coeficiente de transferência de calor interfacial, as variáveis térmicas de solidificação, os espaçamentos dendríticos primários e secundários bem como a microdureza Vickers da liga Al-11%Si solidificada direcionalmente, sob condições transientes de fluxo de calor, em um dispositivo de configuração horizontal refrigerado a água. Para o monitoramento dos perfis de temperatura utilizou-se um conjunto de termopares tipo K localizados em diferentes posições a partir da interface metal-molde, considerando a linha central correspondente ao eixo longitudinal do lingote. Uma técnica numérica, que compara perfis térmicos teóricos e experimentais, foi utilizada no cálculo do coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde durante a solidificação cuja condição transiente é representada por uma equação analítica na forma de potência. Foram aplicadas técnicas experimentais para o cálculo das variáveis térmicas de solidificação, ou seja, deslocamento da frente de solidificação, velocidade da isoterma liquidus e taxa de resfriamento. Os resultados experimentais e simulados apresentaram uma concordância muito boa e possibilitaram estabelecer correlações analíticas entre tais variáveis térmicas e os espaçamentos dendríticos primários e secundários obtidos, por meio de equações na forma de potência representadas por expoentes característicos. Finalmente, são também apresentadas expressões experimentais capazes de correlacionar os valores dos espaçamentos dendríticos estudados com o comportamento da microdureza Vickers da referida liga.Palavras-chave: Solidificação horizontal. Coeficiente de transferência de calor. Parâmetros térmicos. Microestrutura. Microdureza. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Propriedades em areias a verde com caulim para moldes de
           fundição

    • Authors: Luiz Ângelo de Paula Rosario, Ludimilla da Silveira Ferreira, Ivanir Luiz de Oliveira
      Abstract: Os processos de moldagem em areias a verde são mundialmente utilizados na confecção de peças fundidas. Normalmente areias a verde são constituídas de areia de sílica, argila bentonítica, água e aditivos. O uso da bentonita sódica é amplamente difundido pelas suas qualidades superiores como ligantes. As argilas são compostas de argilominerais a base de silicatos hidratados de alumínio que comumente atingem certa plasticidade quando umedecidas. O que diferencia uma argila de outra é o tipo de estrutura e as substituições que podem ocorrer dentro desta estrutura; do alumínio por magnésio ou ferro, e do silício por alumínio ou ferro. Em todo caso o caulim é um mineral industrial importante nos vários mercados mundiais incluindo aplicações em cobertura e carga de papel, cerâmica, tintas, plásticos, borrachas, fibras de vidro e muitas outras utilizações. As misturas apresentam o teor de umidade que variou a relação água/argila de 0,1 a 0,3 para areia aglomerada com 10% de caulim. Para cada ensaio de compactabilidade, permeabilidade e resistência â compressão a verde foram elaborados 3 corpos de prova conforme ABNT com diferente relação areia/argila/água. Como enriquecimento do trabalho, foram avaliadas as propriedades permeáveis da areia sílica utilizada nos ensaios. Conclui-se que o caulim, sem aditivos, oriundo da cidade de Tijucas do Sul (PR), apresenta resistência mecânica â compressão aceitável para a sua utilização em fundição, entretanto, a permeabilidade não foi satisfatória em nenhuma composição. Já a compactabilidade foi aceitável apenas quando a umidade causou o inchamento da areia, sendo que neste ponto, houve também a máxima resistência mecânica à compressão.Palavras-chave: Argilas.  Caulim.  Fundição.  Areia a verde.  Materiais refratários. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Potencial de utilização do resíduo de soja como carga em polietileno de
           baixa densidade (PEBD)

    • Authors: Thalita Paula dos Santos, Hudson Venâncio Silva Garcia, Thaynara Andrade Lopes, Carolina Aparecida dos Santos, Ana Carolina Corrêa Furtin, Lourival Marin Mendes, José Benedito Guimarães Júnior
      Abstract: O descarte inadequado de polímeros de origem petrolífera contribui para o aumento da poluição ambiental devido ao grande período de tempo que estes materiais levam para degradar. Assim, o desenvolvimento de materiais poliméricos reforçados com resíduos de materiais lignocelulósicos pode proporcionar uma melhor taxa de biodegradação ao polímero, por se tratar de materiais de origem natural, renovável e biodegradável. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa foi verificar o potencial de utilização do resíduo de soja como carga em polietileno de baixa densidade (PEBD) através de caracterização físico-mecânica. Foram avaliadas diferentes composições do resíduo de soja em relação à massa total de PEBD 0%, 5%, 10%, 15% e 20%. O resíduo de soja utilizado foi caracterizado quimicamente para determinação do teor de extrativos, lignina, cinzas e hemicelulose. Os pellets formados por extrusão foram prensados a uma temperatura de 160°C sem pressão durante 12 minutos, onde se obteve os corpos de prova para os ensaios físico-mecânicos. Após a produção, os mesmos foram acondicionados em sala de climatização com temperatura de 20±2°C e umidade relativa de 65±3%, sendo posteriormente realizada a determinação da densidade aparente, umidade na base seca, absorção total de água e realizados de flexão e tração. Com base nos resultados, conclui-se que os valores encontrados para os constituintes químicos do resíduo de soja mostram satisfatórios, uma vez que, a substituição parcial do PEBD puro pelo não afetou as propriedades de densidade e resistência à tração do material. O aumento do teor deste resíduo, também contribui para um maior alongamento do polímero. Assim, conclui-se que é possível transformar este polímero de origem petrolífera em um material mais sustentável, tornando algumas propriedades até mais atrativas do que aquelas encontradas no PEBD puro. Palavras-chave: Materiais poliméricos. Resíduos lignocelulósicos. Sustentabilidade. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Compósito trifásico baseado em resíduo de goma de mascar-sbr e
           partículas de quartzo

    • Authors: Fabíola da Silveira Maranhão, Daniela Marques do Nascimento, Fernando Gomes de Souza Junior, Thuanny Moraes de Almeida, Thiago Castro Lopes, Tamara Nunes da Cunha Moreira, Leila Y. Visconte, Romildo Dias Toledo Filho
      Abstract: O elevado consumo de produtos industrializados e o seu rápido descarte produzem grandes quantidades de resíduos sólidos, dos quais, os principais constituintes são os materiais poliméricos. Dentre estes, as borrachas de butadieno estireno merecem destaque. Esse material é usado em diversos setores, entre eles, o alimentício, para produção de chicles. A reciclagem desses materiais deve ser sempre pesquisada, buscando, principalmente, novas aplicações. Assim, este trabalho usou a borracha residual (BP) como matriz para cristais de quartzo. Os materiais preparados foram estudados por diversas técnicas, como, por exemplo, a Análise Termogravimétrica (TGA) e a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). Além disso, os materiais tiveram suas propriedades elétricas medidas. Foram feitas medidas de capacitância, campo elétrico, resistividade e densidade de corrente. Entre os materiais testados, o compósito carregado com 44,4% de quartzo apresentou a resposta mais linear e mais intensa de variação de carga elétrica em função da pressão aplicada. Portanto, os resultados mostraram que foram obtidos materiais com potencial aplicação no campo de sensores capacitivos de pressão.Palavras-Chave: SBR, goma de mascar, partículas de quartzo, sensor 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Evaluation of voltammetric method for the determination of
           electrodeposited copper in citrate medium validated by ICP-OES

    • Authors: Luisa Celia Melo, Murilo Sérgio da Silva Julião, Elton Patrick Barbano, Rafael Ribeiro Portela, Sanderlir Silva Dias
      Abstract: Copper (Cu) is a toxic pollutant and its presence in wastewater, even at low concentrations, can have a significant environmental impact. In this work, a method for the determination of Cu was developed using a voltammetric technique involving a platinum electrode in citrate medium. Cu at a ppb level was determined by both chronoamperometry (CA) and anodic linear scanning voltammetry (ALSV), and the results were compared to those from inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). The results obtained were similar, having a deviation of 2.56%. The least squares method was used to evaluate the correlation between the ALSV and ICP-OES results. Statistical analyses showed a 95% confidence interval.Keywords: Anodic linear scanning voltammetry, chronoamperometry, copper.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Tannin quantification and chemical-energetic characterization of biomass
           residues of Bertholletia spp. and Lecythis’ spp. fruits

    • Authors: Iara Nobre Carmona, Juliane da Silva Sampaio, Pablo Antônio Souza Amorim da Luz, Fernando Wallase Carvalho Andrade
      Abstract: Biomass residues originated from agroforestry systems has been demonstrating great usage potential for the pharmaceutical, textile and energy industries. In the Amazon region, the use of these materials can stimulate the sustainable economic development of extractive communities and agroforestry systems. However, for a better use of this material, it is necessary to quantify and qualify the chemical components present in these residues. Keeping that in mind, our research aimed to quantify the presence of condensed and hydrolysable tannins, and to chemically and energetically characterize the Bertholletia excelsa and Lecythis pisonis’ fruit residues, with the intent to assess the usage potential for this biomass resource in different industries. The studied material was collected from local extractives and merchants. Tannin quantification was performed through thin layer chromatography (TLC) method and the total values of extractives, lignin and holocellulose were also quantified. The energy potential was determined by the variables of apparent density, gravimetric yield, superior calorific power and charcoal’s immediate chemistry (the charcoal was produced at 450 ºC). The associations between variables were determined by a linear correlation. The TLC for condensed tannin was positive for B. excelsa. As for the TLC of hydrolysable tannins, the results were negative for both materials. The high levels of lignin and extractives in fruit’s residues of both species demonstrate the energy potential of this material. Our results may favor the use of B. excelsa’s residues for the production of polymers and adhesives, as well as other non-wood residues with high content of lignin, fixed carbon and calorific power in energetic products.Keywords: Bertholletia excelsa; Lecythis pisonis; Brazillian chestnut; tannins; biomass residues from agroforestry systems. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Effect of thermal parameters and pH on obtaining copper ferrite via
           EDTA-Citrate complexation method

    • Authors: Larissa Nogueira e Silva, Maitê Medeiros de Santana e Silva, Francisco Klebson Gomes dos Santos, Carlson Pereira de Souza, André Luis Lopes Moriyama, Andarair Gomes dos Santos
      Abstract: The synthesis of ceramic materials such as ferrite has been widely studied in recent years, due to their properties that make these materials have excellent applications in technology, as well as in photocatalytic processes and as catalysts. To obtain the copper ferrite phase the EDTA-Citrate complexation method was used, varying pH (5, 7 and 9), temperature (600, 800 and 1000 °C) and calcination time (2, 7 and 12 h). Composition, morphology and structural analyzes were performed by X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray dispersive energy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. Crystalline phase of copper ferrite (CuFe2O4) with tetragonal structure and secondary phase of Fe2O3 and CuO was verified by XRD analysis. Regarding the chemical composition analyzes, percentage deviations of the samples and the theoretical value for copper and iron were calculated. It was obtained minimum values of 0.16 - 0.08% (atomic%, EDS) and 16 - 8% (atomic%, XRF) in relation to copper and iron, respectively, for the sample obtained under pH 9, calcined at 600 °C for 12 h. The variation of the synthesis condition via EDTA-Citrate directly influenced the morphology of copper ferrite, presenting agglomerated particles, pore formation, irregular spheres, and even powder sintering.keywords: thermal parameters, pH, copper ferrite, EDTA-Citrate, crystallinity and morphology. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudo comparativo entre filmes microporosos e nanoporosos de TiO2
           produzidos pelo processo eletroquímico de anodização sobre a liga
           Ti6Al4V

    • Authors: Marcus Vinícius Marques Hott, Kátia Michelle Freitas, Lorena de Azevedo Silva, Camila de Lima Cruz, Sidney Nicodemos da Silva
      Abstract: Nos últimos anos as técnicas voltadas para modificação superficial dos materiais utilizados para implantes na substituição e/ou reconstituição óssea têm se aprimorado cada vez mais com o intuito de potencializar suas propriedades osteoindutivas e osteocondutoras, melhorando sua osteointegração. Neste trabalho, a superfície da liga Ti6Al4V foi modificada através do processo eletroquímico de anodização com o objetivo de alterar a morfologia de sua camada natural de dióxido de titânio (TiO2). Foram produzidos dois tipos de filmes distintos de TiO2, com características microporosas (MP) e nanoporosas (NP), a fim de serem avaliados morfologicamente e biologicamente. Os filmes MP foram obtidos a partir da anodização com eletrólito de H3PO4 (1,0 mol/L), aplicação de potencial de 174 V CC, durante 5 minutos; e os filmes NP foram produzidos a partir da anodização com eletrólito de C6H8O7 (0,1 mol/L) + NaF (0,5 %p/p), aplicação de potencial de 20 V CC, durante 90 minutos. A caracterização morfológica e química foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS), Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). Os MPs obtiveram diâmetro médio aproximado de 0,49 µm, distribuídos aleatoriamente sobre o substrato e os NPs alcançaram um valor médio de 73 nm em seu diâmetro, organizados como estruturas nanotubulares paralelas entre si. A camada de NP se mostrou mais rugosa que a MP. Ambos os filmes obtiveram características hidrofílicas na medição do ângulo de contato. Após o ensaio de SBF (Simulated Body Fluid), foram identificadas deposições de Ca e P sobre os dois filmes, podendo sinalizar formação de apatita na superfície. Os MPs e os NPs revelaram indícios de não serem citotóxicos ao final dos ensaios de difusão em ágar e macrodiluição com o teste resazurina; a adesão celular, avaliada com cepa bacteriana, se apresentou morfologicamente mais favorável sobre a superfície nanoporosa.Palavras-chave: Filme de TiO2, microporos, nanoporos, oxidação anódica, Ti6Al4V. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Mechanical and Durability Properties of Recycled Aggregate Concrete

    • Authors: Carolina Shimomura Nanya, Fernanda Giannotti da Silva Ferreira, Valdirene Maria da Silva Capuzzo
      Abstract: Este documento investiga como o uso de resíduos de construção e demolição pode afetar a durabilidade e o desempenho mecânico do concreto. Testes como resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade foram realizados. Em relação à durabilidade, foram realizados ensaios como absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica, absorção de água por capilaridade, resistividade elétrica, profundidade de penetração de íons cloreto, carbonatação acelerada e avaliação do efeito combinado da penetração de dióxido de carbono e íons cloreto. O agregado natural foi substituído pelo agregado reciclado nas seguintes proporções: 30%, 50%, 70% e 100%. Os resultados indicam que os concretos produzidos com agregado reciclado, especialmente até 50% de substituição, atendem aos requisitos de qualidade do concreto estrutural, no que diz respeito às propriedades mecânicas e durabilidade.Palavras-chave: Resíduos da Construção Civil. Concreto. Resistividade Elétrica. Íons Cloreto. Carbonatação Acelerada. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Eletrodeposição de ligas Mn-Co em aço inoxidável ferrítico AISI 430 a
           partir da reciclagem de baterias íon-Li: aplicação em interconectores
           das PaCOS

    • Authors: Sicele Luciana Abreu Gonçalves, Eric Marsalha Garcia, Hosane Aparecida Taroco, Tulio Matencio
      Abstract: Um dos desafios atuais é a busca de materiais eficientes e de baixo custo para os componentes das Pilhas a Combustível de Óxido Sólido (PaCOS), já que estes dispositivos se destacam pela geração limpa de energia elétrica e alta eficiência. Dentre estes componentes está o interconector, nos quais o aço inoxidável ferrítico poderia ser utilizado na sua fabricação. No entanto revestimentos protetores são necessários para bloquear a volatilidade do cromo da superfície metálica do interconector nas condições de operação das PaCOS. Neste trabalho, os revestimentos foram obtidos a partir de soluções eletrolítica contendo Co2+ e Mn2+ provenientes de catodos de baterias de íon lítio (BIL’s) exauridas. Foram feitas eletrodeposições potenciostáticas com o objetivo de se obter ligas de cobalto e manganês sobre a superfície de amostras do aço AISI 430. Dados de eficiência de carga do processo foram calculados para otimização das amostras, e a condição de pH mais ácido (pH=3) mostrou-se menos eficiente. Contudo, o filme apresentou microestrutura homogênea, menos porosa e constituída por uma camada interna de (Mn, Cr)2O3 e externa de MnCo2O4, capaz de bloquear a perda do Cr, conforme mostraram as análises de DRX, MEV e EED. Já para o pH menos ácido (pH=3,5), não foi identificada a presença do Mn na composição do depósito, e o revestimento formado de Co3O4 não se mostrou capaz de bloquear a perda de cromo por volatilidade.Palavras-chave: Interconectores, PaCOS, eletrodeposição, reciclagem, baterias de íons de lítio. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Hydroxyethyl Cellulose Acrylamide Graft Polymer-Bentonite Nanocomposites
           Synthesis, Characterization and Properties

    • Authors: Songze Liao, Yi Pan, Shuangchun Yang, Guangzhi Liao, Minglei Xu, Dinar Nigmatullin
      Abstract: Bentonite is the most important material used in oil and gas field drilling operations. However, the properties of natural bentonite cannot meet the requirements of bentonite for drilling. Therefore, researchers pay much attention to the modification of bentonite. The hydroxyethyl cellulose-acrylamide graft polymer was synthesized by microwave assisted, and the bentonite composite based on the graft polymer was prepared. FTIR, XRD and SEM results show that the polymer exists between the layers and the surface of the bentonite. Research on the bentonite composite showed that the yield point and filtration properties of bentonite composite are higher than natural bentonite at 90 to 150 celsius. The composite yield point / plastic viscosity ratio is more than 0.6 and the minimum fluid loss is only 9.3ml, which can meet the requirements of drilling-grade bentonite. This material has the potential to be a candidate for drilling applications.Keywords: bentonite composite, hydroxyethyl cellulose, acrylamide, microwave-assisted polymerization, solution intercalation. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Aspectos microestruturais e de resistência a corrosão de ligas Fe-Cr e
           Fe-Co aspergidas termicamente por arco elétrico

    • Authors: Erika dos Santos Pereira, Hector Reynaldo Meneses Costa, André Rocha Pimenta, Marilia Garcia Diniz
      Abstract: Este trabalho teve como objetivo quantificar e avaliar através de técnicas de análise e processamento digital de imagens (PDI) defeitos formados em revestimentos metálicos à base de ligas ferro-cromo e ferro-cobalto, obtidas por aspersão térmica à arco elétrico (AT). Imagens obtidas por microscopia óptica (MO) foram processadas e analisadas utilizando-se o software FIJI (Image J) para quantificação de poros, redes de óxidos e trincas. Também foram feitas medidas de microdureza Vickers (HV) e testes de corrosão segundo a norma ASTM-G48. Foram realizados dois testes de corrosão em meio de cloreto férrico: um expondo-se apenas o revestimento, onde a resistência a corrosão foi avaliada qualitativamente através de imagens de MO e a possível presença de pites de corrosão e outro expondo-se o conjunto revestimento e substrato, neste caso, a resistência a corrosão foi avaliada quantitativamente através de medidas na espessura da camada de revestimento antes e depois da exposição. Foi realizada uma avaliação microestrutural por MO e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados obtidos por MO, MEV e microdureza indicaram uniformidade nas camadas depositadas e porcentagem de defeitos variando entre 3,7% e 4,3% para os revestimentos estudados. Todos mostraram possuir excelente resistência à corrosão em meio de cloreto férrico, que é considerado agressivo aos aços inoxidáveis, exceto para a liga de revestimento à base de ferro-cobalto quando encontrouse combinada ao cobre e com o substrato também exposto ao meio corrosivo.Palavras-chave: Aspersão térmica.  Revestimentos metálicos.  Processamento digital de imagens.  Teste de corrosão. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Influência da espessura nas propriedades mecânicas, ângulo de contato,
           absorção e perda em água de membranas derivadas do látex natural

    • Authors: Eunice Paloma Nascimento Lima, Taynah Pereira Galdino, Raid Ícaro Rached Farias, Israel Garcia de Melo, Suelyn Fabiana Aciole Morais de Queiroz, Antonio Carlos de Queiroz Santos, Marcus Vinicius Lia Fook
      Abstract: A membrana de látex tem ganhado destaque em uma gama de aplicações, entretanto, a baixa uniformidade em sua espessura provoca discrepância nas propriedades se configurando como problema para a produção em larga escala, principalmente quando se trata de um produto para área biomédica. Portanto, este artigo pretende determinar a influência da espessura sobre as propriedades de membranas derivadas de látex natural. Para tanto, foram produzidas amostras com espessuras de 0,35 mm, 0,40 mm, 0,50 mm, 0,60 mm e 0,65 mm e foram submetidas aos ensaios de dureza, absorção e perda em água, molhabilidade por ângulo de contato e resistência mecânica à tração. Os resultados mostraram que quanto maior a espessura, menor foi a dureza, a absorção de água, o módulo de Young, a deformação e a molhabilidade, porém, maior foi a resistência à tração e a perda de massa em água. O desvio padrão das propriedades das amostras com espessura entre 0,40 mm e 0,60 mm foi até 550% inferior aos desvios encontrados para 0,35 mm e 0,50 mm, até 930% menor para 0,50 mm e 0,65 mm e para as faixas de espessuras entre 0,35 mm e 0,65 mm a diminuição foi de até 800%. Dessa forma, se conclui que para padronizar a produção de membranas de látex, garantindo boa uniformidade nas suas propriedades, as espessuras devem ser de 0,50 mm com desvio de 0,1 mm.Palavras-chave: Dureza. Absorção.  Molhabilidade.  Resistência mecânica. Curativo. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • The Effect of Periodic Maintenance on Pervious Concrete Pavements

    • Authors: Rodrigo Garozi da Silva, Maria da Consolação Fonseca de Albuquerque, Marcelo Bortoletto, Felipe de Almeida Spósito, Aparecido Carlos Gonçalves, Marco Antonio de Morais Alcântara
      Abstract: Pervious concrete pavements are interesting from an environmental and social viewpoint. However, this type of pavement has as the main disadvantage of losing permeability over time by the clogging process. The aim of this work is to evaluate the periodic cleaning efficiency of using a blower, mainly during the first four months after paving. A pervious concrete sidewalk was constructed and cleaning was carried out, monthly in one half and weekly in the other half. Infiltration rate tests, following ASTM C1701, were performed weekly at eight spots arranged symmetrically on each half of the pavement. The results showed that using a blower for periodic cleaning was efficient. Both halves, with monthly and weekly cleaning, did not present significant statistical difference in their infiltration rates. In this sense, monthly maintenance is the most suitable due to less time and fuel are spent for cleaning, collaborating as an environmental-friendly alternative. This work showed that the performance of periodic maintenance can be useful, in order to maintain the efficiency of the pervious pavement over time.Keywords: Pervious Concrete; Pavement; Infiltration Rate; Periodic Maintenance; Clogging. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Efeito do tempo de estocagem no comportamento mecânico de mistura
           asfáltica a frio produzida em usina de pequeno porte

    • Authors: Wallace John Pereira Pedreira, Mario Sergio de Souza Almeida, André Iuri Sena de Carvalho, Francisco Gabriel Santos Silva
      Abstract: Parte considerável da malha rodoviária brasileira se concentra em regiões de baixo volume de tráfego, nas quais pavimentar e manter os revestimentos asfálticos existentes em condições mínimas de trafegabilidade é um desafio constante. Neste contexto, os Pré Misturados a Frio (PMF) se destacam como soluções adequadas para suprir a demanda por misturas asfálticas nesses locais. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento mecânico de uma mistura asfáltica fabricada em usina de pequeno porte, ao longo do tempo de estocagem da mistura. Inicialmente foi estabelecido um projeto de dosagem de PMF denso em laboratório para fornecer os parâmetros necessários   produção e controle da mistura fabricada na usina. De posse do projeto foram produzidos cerca de 360 kg de mistura para realização de testes de estabilidade, fluência, Resistência à Tração por compressão diametral (RT), além da obtenção de parâmetros volumétricos de amostras compactadas após 1, 7, 15, 30 e 60 dias de fabricação. Os resultados demonstraram haver relação entre o tempo de estocagem da mistura e os diferentes parâmetros analisados, ou seja, a perda de umidade no armazenamento proporcionou enrijecimento da mistura, menores densidades das amostras compactadas com consequente aumento dos vazios dos corpos de prova, associado a queda de resistência e deformabilidade.Palavras-chave: Dosagem Marshall, resistência; emulsão asfáltica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Predicción basada en redes neuronales de la resistencia a compresión a
           los 7 días de los UHPC incorporando SCM

    • Authors: Joaquín Abellán García
      Abstract: El hormigón de ultra alto rendimiento (UHPC) es un tipo de hormigón de alta tecnología que exhibe excelentes propiedades mecánicas y de durabilidad. En los últimos años, el uso de materiales cementantes suplementarios (SCM) como sustitución parcial del humo de cemento y sílice ha sido objeto de gran interés por parte de la comunidad científica para reducir los altos costos y la huella de carbono del UHPC. Algunas sus aplicaciones, como el refuerzo sísmico de estructuras existentes no dúctiles, requieren del desarrollo de resistencias tempranas. Sin embargo, la sustitución del cemento y humo de sílice puede modificar de algunas propiedades, como las resistencias iniciales de UHPC. Por otro lado, el uso de SCM produce un material altamente complejo, siendo más difícil comprender el efecto de cada componente y sus interacciones en el desarrollo de resistencias tempranas en el hormigón. Este estudio tiene como objetivo desarrollar un modelo de redes neuronales artificiales (ANN) para predecir la resistencia a la compresión a los siete días del UHPC, pudiendo incorporar varios SCM como el humo de sílice, ceniza volante, escoria granulada de alto horno, polvo de vidrio reciclado, ceniza de cascarilla de arroz, residuo de catalizador de craqueo catalítico fluido, metacaolín, carbonato cálcico pulverizado, además de filler mineral como el polvo de cuarzo. Para el desarrollo del modelo de una sola capa oculta se usaron 523 datos de investigaciones publicadas. Además, el modelo también fue validado mediante el uso de trabajos experimentales. Finalmente, el algoritmo Connection-WeightApproach (CWA) se utilizó para analizar las relaciones entre los componentes del UHPC y la resistencia a la compresión a los siete días. Los resultados señalaron que el modelo ANN es un modelo eficiente para predecir la resistencia a la compresión a los 7 días del UHPC incluso cuando se incorporan SCM.Palabras-clave: Validación cruzada k-fold, ANN, UHPC, materiales cementantes suplementarios, resistencia a la compresión a los 7 días. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Síntese e Caracterização do BaTiO3 pelo Método da Coprecipitação e
           Aplicação em Antenas Patch de Microfita

    • Authors: Gabriel Sá de Sena, Roberto Viana de Sales, Eduardo da Silva Gomes, Filipe Amaral, Fernando Mendes, Ana Angélica Mathias Macêdo
      Abstract: O nosso objetivo foi sintetizar e caracterizar o Titanato de Bário (BaTiO3) para aplicação em substrato dielétrico em antenas patch de microfita. O surgimento de novas tecnologias sem fio resulta em demandas crescentes por antenas de baixo custo que permitam a união de diferentes tecnologias em um único dispositivo portátil. BaTiO3, composto cerâmico com estrutura cristalina do tipo perovskita (ABO3), encaixase na classe de cerâmicas eletrônicas e pode ser utilizado na forma de filme fino, para composição de componentes de memória RAM de computadores, devido a polarização espontânea reversível. As antenas de microfita constitui-se de um substrato dielétrico onde uma das faces é impresso um condutor radiante ou patch e na outra face, um plano terra. Há vários métodos para sintetizar o BaTiO3, todavia nesta pesquisa foi sintetizado por coprecipitação, a partir do Acetato de Bário (BaC4H6O4), Dióxido de Titânio (TiO2) e Ácido Nítrico (HNO3). Após síntese, foi caracterizado por Difração de Raios X com refinamento pelo método de Rietveld, onde obteve-se a fase tetragonal, na qual o BaTiO3 possui ferroeletricidade, além de medidas de Densidade (5,698 g/cm3), Porosidade (5,31 %) e Microscopia Eletrônica de varredura, cujo constatou uma distribuição granular homogênea com tamanho médio do cristalito de 500 nm. Além disso, simulou-se uma antena no Ansoft HFSS® para aplicação na faixa de 6.5 GHz, obtendo-se uma largura de banda de 240 MHz. O método de síntese por coprecipitação se mostrou eficiente e a antena promissora para aplicações em sistemas wireless.Palavras-chave: BaTiO3. Antenas. Coprecipitação. HFSS. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Mechanical and physical characterization of hydroxyapatite/alumina
           biocomposites produced by the powder metallurgy route for biomedical
           applications

    • Authors: Mayara Ribeiro Masseli, Bruna Horta Bastos Kuffner, Lucas Victor Benjamim Vasconcelos, Gilbert Silva, Daniela Sachs
      Abstract: A cerâmica à base de fosfato de cálcio hidroxiapatita (Hap) é muito utilizada para reparos ósseos por ser um biomaterial biocompatível e apresentar propriedades osteocondutoras e osteoindutoras. No entanto, a baixa resistência mecânica da Hap pode limitar sua aplicabilidade. Assim, o presente trabalho tem como objetivo melhorar as propriedades mecânicas da Hap, associando-a à alumina (Al2O3), pela técnica de metalurgia do pó, que consiste na moagem dos pós precursores em moinho planetário, prensagem uniaxial e sinterização. A microestrutura e a resistência mecânica das amostras sinterizadas foram avaliadas através dos testes de densidade, microdureza, resistência à compressão e molhabilidade. Concluiu-se que o uso de Al2O3 no compósito melhora as propriedades mecânicas da Hap, enquanto diminui seu potencial hidrofílico. Assim, a composição com 40% de Hap / 60% de Al2O3 foi considerada a melhor para aplicações biomédicas.Palavras-chave: Hidroxiapatita; Alumina, Metalurgia do Pó, Microestrutura, Resistência Mecânica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Caracterização ótica e microestrutural de filmes finos de MoO3 para
           aplicação em células solares orgânicas

    • Authors: Hugo Pedra Gonçalves, Paulo Victor Nogueira da Costa, Carlos Luiz Ferreira, Leila Rosa de Oliveira Cruz
      Abstract: As células solares orgânicas possuem várias vantagens que as tornam atrativas como baixo custo, flexibilidade, leveza e fabricação via processo rolo-a-rolo. Um dos materiais mais empregados como camada transportadora de buracos nessas células é o polímero PEDOT:PSS. Entretanto, ele degrada muito facilmente em condições ambientais, sendo um dos responsáveis pelo curto tempo de vida desses dispositivos. Esse trabalho teve por objetivo obter filmes de MoO3 para atuarem como camada transportadora de buracos em células solares orgânicas. A técnica utilizada para a deposição dos filmes foi pulverização catódica reativa com rádio frequência e magnetos. O efeito dos parâmetros de deposição, como potência de trabalho e temperatura do substrato, foi investigado. Os resultados de difração de raios x mostraram que os filmes depositados a 200 °C eram amorfos ou nanocristalinos, independentemente da potência de deposição, com exceção daqueles depositados na potência mais baixa, 125 W, que continham uma pequena quantidade da fase β-MoO3. A transmitância desses filmes, medida em um espectrofotômetro na faixa UV-VIS, ficou entre 60 e 75%.  Ao contrário da potência de deposição, a temperatura do substrato afetou significativamente as propriedades microestruturais e óticas dos filmes. Os resultados mostraram que filmes depositados acima de 250 °C eram cristalinos e constituídos pelas fases β-MoO3 e α-MoO3, sendo que o percentual da fase α-MoO3 aumentava com a temperatura. As imagens da superfície dos filmes confirmaram o importante papel da temperatura do substrato na cristalização dos filmes, mostrando o incremento da cristalização com o aumento da temperatura do substrato. Os resultados da espectroscopia UV-Vis mostraram que a temperatura de substrato pode ser usada como parâmetro controlador da banda proibida, cujo valor aumentou com a temperatura, de 2,7 eV para 3,1 eV.Palavras-chave: trióxido de molibdênio, propriedades óticas, microestrutura, pulverização catódica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudo do efeito do teor alumina no pó compósito WC-Ni-Al2O3 processado
           via Moagem de Alta Energia (MAE)

    • Authors: Samara Melo Valcacer, Mariana Chianca Lúcio da Silva, Isaac Péricles Maia de Medeiros, Uilame Umbelino Gomes
      Abstract: A MP é constituída de, pelo menos, três etapas: obtenção do pó, conformação e sinterização. Na etapa de obtenção dos pós uma técnica de amplo uso é a Moagem de Alta Energia (MAE) que além de propiciar a quebra das partículas preexistentes, também pode melhorar a dispersão dos componentes. Um material obtido pela técnica é WC-Co, o metal duro, que apesar de ter propriedades interessantes, como por exemplo, alta dureza e resistência à compressão, não consegue manter tais características quando colocado em trabalho em altas temperaturas, como o corte na usinagem. Como alternativa ao sistema compósito WC-Co, estuda-se a substituição do cobalto pelo níquel, entretanto, o compósito WC-Ni apresenta uma baixa dureza quando comparado ao WC-Co. Para minimizar tal efeito, o presente estudo investigou a possibilidade da adição do óxido de alumínio (Al2O3) aos pós de WC e Ni. O estudo estabeleceu a influência da moagem de alta energia (MAE) nas características dos pós compósitos de WC-Ni-Al2O3 com 5 e 10%p de Al2O3. Fez-se moagem de alta energia (400 rpm) em via úmida pelos tempos de 1, 2, 4, 10 e 20h. As amostras foram caracterizadas por: DRX, particulometria a laser e MEV/EDS. Os resultados mostraram-se promissores uma vez que houve redução de até 50% do tamanho mediano de partícula com os tempos estudados, bem como, formação de partículas compósitas.Palavras-chave: Partículas Compósitas. MAE. Ferramenta de Corte. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Aminopropyltriethoxysilane functionalized MCM-41 and SBA-15 nanostructured
           materials for carbon dioxide adsorption

    • Authors: Marcela Nascimento Barbosa, Maria José Fonseca Costa, Maricele Nascimento Barbosa, Valter José Fernandes Júnior, Giancarlo Richard Salazar-Banda, Álvaro Reyes-Carmona, Enrique Rodríguez-Castellón, Antonio Souza Araujo
      Abstract: The design of effective CO2 capture materials is a current challenge. Here, we report the synthesis of aminosilanes-functionalized MCM-41 and SBA-15 materials with high efficiency toward carbon dioxide adsorption. The functionalization of the mesoporous silicas involves a post-synthesis method by impregnation with 3-aminopropyltriethoxysilane. The carbon dioxide adsorption capacities for the samples were carried out under ambient pressures. The results evidenced that aminosilanes with a terminal amine were functionalized through covalent coupling of this group onto the channels' surface in the ordered mesoporous silica. It means that the amine is anchored on the surface of the largest pores of the MCM-41 and SBA-15 supports. The Lagergren kinetic model evidenced the enhanced carbon dioxide adsorption capacity and stability of the functionalized ordered mesoporous molecular sieves.Keywords: 3-Aminopropyltriethoxysilane; Carbon dioxide; Functionalization; MCM-41; SBA-15.
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      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Bacterial nanocellulose and fibroin: natural products to produce a
           structure membranes

    • Authors: Victória Soares Soeiro, Louise Lacalendola Tundisi, Venâncio Alves Amaral, Fenando Batain, Priscila Gava Mazzola, Elias Basile Tambourgi, José Martins de Oliveira Júnior, Marco Vinicius Chaud, Denise Grotto, Norberto Aranha, Angela Faustino Jozala
      Abstract: Fibroin (FB) and bacterial nanocellulose (BC) are natural products, being used in biomedicine, electronics, food industries and other areas. Both show biocompatibility, able to be used for many different purposes. The blending of fibroin and bacterial nanocellulose was design to produce a biocompatible material to be applied with a medical device. For this reason, the objective of this work was to evaluate the structure properties of the blending of BC and FB. Thus, FB was extracted from Bombyx mori and BC was produced by fermentation process utilizing Gluconacetobacter xylinus. The membranes composed of BC-FB were produced by immersion contact for 24 hours, at 25°C, in 100rpm; without crosslinking agent. After the production the membrane samples were dried and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR spectroscopy), mechanical proprieties, swelling efficiency, scanning electron microscopy (SEM) and computerized microtomography (µCt). Results indicate that the hydrogen-bonded porous membranes obtained displayed anisiotropic, closed and interconnected porous morphology. The morphometric characteristics, which resemble a honeycomb and consist of a long structure with high connectivity and high total porosity, amplify the areas of BC-FB blend applications, with potential utilization with optoelectronic devices, in areas ranging from environmental to tissue engineering. Furthermore, the production by immersion contact will allow the upscale process and the development of green label material.
      Keywords: Polymers conjugation, Membranes; Fibroin; Bacterial nanocellulose.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Caracterização física e mecânica de blocos de concreto com
           incorporação de areia de resíduo de construção civil

    • Authors: Danielle Melo Scheifer, Ivan Julio Apolonio Callejas
      Abstract: Em decorrência dos problemas ambientais gerados pelas disposições inadequadas de resíduos, o presente trabalho busca encontrar uma alternativa para a reciclagem dos resíduos de construção civil (RCC). Entre as aplicações possíveis, o agregado miúdo reciclado do RCC pode ser utilizado como um componente alternativo em substituição total ou parcial à areia artificial nas misturas cimentícias destinadas à produção de blocos de concreto (B). Assim, este trabalho objetiva analisar a viabilidade técnica sob o aspecto físico e mecânico do uso de agregados miúdos reciclados para a confecção de blocos para sistemas de vedação vertical. Utilizou-se o traço de referência 1:19,19 (cimento:agregados, em massa), no qual o agregado miúdo areia artificial foi progressivamente substituído por areia reciclada de RCC. Foram testadas as substituições nos teores de 25, 50 e 100% de substituição de resíduo. As características físicas e mecânicas dos traços de concreto de referência e com substituição foram avaliadas segundo a norma NBR 12118:2013. Por meio do estudo de dosagem, buscou-se identificar o traço que incorporasse a maior quantidade de resíduos na mistura, mantendo o desempenho dentro dos limites estabelecidos pelas normas. O traço com 50% de incorporação foi aquele que apresentou o melhor desempenho, com teor de absorção de água de 14,30% e resistência média a compressão de 4,13MPa. Os Blocos de concreto da família 15x40 (dimensões de 140x190x390mm) produzidos com este teor de incorporação por meio de uso de máquina do tipo vibroprensa, apresentaram resistência à compressão característica de 3,21MPa e teor de absorção de água de 9,89%, sendo classificados como Classe C, sem função estrutural. Desta forma, os agregados miúdos de origem de RCC são viáveis tecnicamente para serem incorporados em matrizes cimentícias para a produção de blocos de concreto, corroborando com a sustentabilidade urbana.Palavras-chave: Agregado reciclado. Agregado miúdo. Sustentabilidade urbana. Blocos de concreto. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Medida de consistência do concreto pelo abatimento do tronco de cone
           automatizado: sua validação e potencialidades

    • Authors: João Batista Pereira, Geraldo de Freitas Maciel
      Abstract: A partir do desenvolvimento de um aparato mecânico capaz de realizar automaticamente a medida de consistência do concreto pelo tronco de cone (slump test), este trabalho avaliou a capacidade do equipamento em simular o ensaio preconizado por norma. Medidas de consistência utilizando o ensaio padrão (tronco de cone - slump test) e o equipamento desenvolvido foram efetuadas para diferentes composições de concretos convencionais.  Os resultados comprovaram a capacidade do equipamento em realizar o slump test, tanto o processo de levantamento do cone quanto a leitura do abatimento (slump), além de possibilitar menores erros experimentais associados ao operador durante o ensaio. Foram também avaliadas as propriedades tensão limite de escoamento e viscosidade plástica dos concretos produzidos, para isso modelos empíricos estabelecidos a partir de medidas reométricas (slump test modificado por meio do reômetro BTREOM), foram aplicados, os quais forneceram resultados compatíveis com os relatados na literatura. Enfatiza-se, porém, a necessidade de uma medida precisa da consistência, de maneira a não comprometer as avaliações reológicas do material, haja vista a elevada dependência (sensibilidade) da tensão limite de escoamento e mais ainda da viscosidade plástica àquela medida. Ademais, o equipamento proposto neste trabalho permitiu uma caracterização mais completa do escoamento durante o ensaio, fornecendo o comportamento temporal da descida do material (uma medida indireta da viscosidade) até o completo abatimento.Palavras-chave: Slump test. Concreto. Reologia. Tensão limite de escoamento. Viscosidade plástica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Assessment of implantable drug delivery technology: poly
           (3-hydroxybutyrate) / polypropylene glycol films containing simvastatin

    • Authors: Lays Fernanda Nunes Dourado, Amauri Pierucci, Juan Pedro Bretas Roa, Álvaro Dutra de Carvalho Júnior
      Abstract: Natural polymers have attracted much attention in recent years for the study of new drug delivery systems. These materials are used as polymer matrices to protect the active drug from degradation in the biological environment and to improve the release kinetics of the drug. The poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) is a natural biocompatible polymer, widely used in combination with other polymers to improve their physicochemical properties. Thus, this work aimed to develop and characterize films of PHB and blends containing polypropylene glycol (PPG) with different concentrations of simvastatin (Simv.). The films were prepared by casting, dissolving PHB or a blend of PHB / PPG (90:10) and (5% or 25 %) Simv. in chloroform (2% w/v). The solutions were stirred for 3 h and then transferred to an appropriate glass mold for solvent evaporation for 48 h at room temperature. The obtained films were characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy, in vitro degradation study, and in vivo biocompatibility test. The results showed that PHB and blends of PHB / PPG are able to form a homogeneous film with the drug inside. A great amount of drug lead to the instability of polymeric matrixes and resulted in a facilitated film degradation. On the other hand, devices with 5% of Simv. were more stable, which suggests the application of these films for biomedical devices. In vivo studies revealed that the films can interact with the animals' organism, and do not undergo rejection. Hence, these films hold an innovative alternative in tissue engineering to promotes drug release by diffusion and erosion of the polymeric material.Keywords: Polymeric scaffolds. Tissue engineering. Biofunctional materials. Biocompatibility. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Caracterização e avaliação da atividade pozolânica das cinzas
           provenientes da queima de carvão mineral das termelétricas do Pecém,
           Ceará, Brasil

    • Authors: Miguel Adriano Gonçalves Cirino, Antonio Eduardo Bezerra Cabral, David Alison Araújo Silva, Kalil Nobrega Hissa Sampaio
      Abstract: A tendência de estabilização do consumo de carvão mineral, observada até 2019, foi interrompida devido a pandemia de Sars-Cov 2 que afetou a produção energética baseada em carvão mineral, reduzindo a demanda mundial deste produto. A queima do carvão mineral para a produção energética em usinas termelétricas geram grandes quantidades de resíduos, como as cinzas leves (fly ash), proveniente de processos eletrostáticos e as cinzas de fundo (botton ash), provenientes de processos de dessulfuração do gás da chaminé (Flue Gas Desulfurization - FGD). Em muitos os resíduos são estocados em depósitos ao ar livre, tornando-se um potencial risco ao meio ambiente e aos ecossistemas circunvizinhos. Com vistas a melhorar compreensão das características destes resíduos, buscou-se caracterizar a cinza leve (CV1) e da cinza de fundo (CV2), resíduos provenientes das usinas termelétricas do Pecém I  e II, localizadas no estado do Ceará/Brasil, quanto aos parâmetros químicos e físicos por meio de ensaios de composição química por FRX (Fluorescência de Raios X) e EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva), teor de umidade, perda ao fogo, teor de resíduos insolúveis, massa específica, finura pelo método de permeabilidade ao ar, caracterização granulométrica, avaliação microestrutura por MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), termogravimentria, determinação das fases mineralogia por DRX (Difração de Raios X) e avaliação da atividade pozolânica. Evidenciou-se que a CV1 apresenta características compatíveis com cinzas volantes tipo C e atividade pozolânica. Para a cinza CV2, observou-se que não foram atendidos aos requisitos químicos de atividade pozolânica, apresentando também altos teores de trióxido de enxofre e fases cristalinas como a Calcita, provenientes do processo de dessulfuração FGD. Em ambos os casos, as cinzas podem ser utilizadas em compostos cimentícios, desde que compatíveis com as características apresentadas, possibilitando assim a redução e acúmulo do material nas usinas, reduzindo os riscos ao meio ambiente.Palavras-chave: Cinza leve; Cinza de fundo; Caracterização físico-química; Atividade pozolânica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Adsorção de monóxido de carbono em carvão ativado convencional e
           impregnado com 5% de nióbio

    • Authors: Elson Oliveira, Beatriz Bonk, Erika Pereira Felix, Roberta Caroline Pelissari Rizzo Domingues
      Abstract: A poluição atmosférica e o aquecimento global são problemas que vêm se agravando ao longo das décadas devido, principalmente, as atividades antrópicas. Os processos de combustão nas indústrias e nos veículos automotores liberam na atmosfera quantidades consideráveis de poluentes gasosos e material particulado. Neste contexto, o presente trabalho buscou avaliar a eficiência do carvão ativado convencional e impregnado com 5% de nióbio na adsorção de monóxido de carbono. Os adsorventes foram caraterizados por análises de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier - FTIR, microscopia eletrônica de varredura - MEV, adsorção/dessorção de N2 e difratometria  de raios X - DRX. Os estudos de adsorção dinâmica foram realizados com massa de adsorvente igual a 3,5 g, em leito fixo com vazão de 500 mL min-1 de mistura de 500 ppm de CO em N2, com sistema de análise gasosa com célula eletroquímica, em temperatura ambiente. Pelos resultados das caracterizações, observou-se que a presença de nióbio na estrutura do adsorvente levou a uma diminuição na área superficial e volume de poros do carvão ativado, porém com um certo aumento das dimensões dos poros observado por MEV. Em relação aos ensaios de adsorção, o resultado de melhor eficiência ocorreu com o adsorvente carvão/5% de nióbio; a presença do metal no material adsorvente resultou em um aumento no teor de oxigênio, favorecendo o processo de adsorção. Os dados experimentais de adsorção em leito fixo, para ambos os adsorventes, obedeceram um modelo de distribuição não-linear sigmoidal de Boltzmann. Pelos resultados dos ensaios de adsorção de CO, pode-se afirmar que os desempenhos dos adsorventes foram eficazes, sendo um processo promissor na minimização de emissões desse poluente.Palavras-chave: adsorção; monóxido de carbono; caracterização físico química; carvão ativado; nióbio.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Obtaining and characterization of bacterial cellulose synthesized by
           

    • Authors: Biassander Camila Tureck, Haira Gabriela Hackbarth, Eduarda Zeni Neves, Michele Cristina Formolo Garcia, Giannini Pasiznick Apati, Derce de Oliveira Souza Recouvreux, Ana Paula Testa Pezzin, Andrea Lima dos Santos Schneider
      Abstract: This work aimed to obtain and characterize bacterial cellulose (BC) membranes obtained by cultivating Komagataeibacter hansenii ATCC 23769 using mannitol, glucose, fructose, lactose, glycerol, inulin, and sucrose as carbon sources, and corn steep liquor and Prodex Lac® as alternative sources of nitrogen. The formation of the BC´s gelatinous membrane was monitored for 12 days under static conditions and a temperature of 30 ºC. After purification, the membranes were dried and characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The highest BC concentrations were found in the culture medium containing Prodex Lac® as the source of nitrogen. Among sugars, fructose and mannitol presented the best results. TGA analyzes indicate that all membranes have similar thermal behavior. The FTIR results show that the chemically synthesized membranes are equivalent to the structures cited in the literature. The micrographs obtained by SEM showed that the medium might influence BC´s morphology, but in general, all presented nanofibers, an essential feature in the membrane. Thus, the BC membranes synthesized in this study proved that the BC production using low-cost alternative means is feasible. The material obtained meets the expected thermal, physical, and chemical properties.Keywords: Bacterial cellulose, corn steep liquor, Prodex Lac®, nitrogen sources, carbon sources.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudos numérico-experimentais de vigas de concreto armado com
           reforço de fibra de carbono

    • Authors: Michele Miwa Fugiyama, Nádia Cazarim da Silva Forti, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Avila Jacintho, Lia Lorena Pimentel, Isabela Oliveira Duarte, Jakeline Dutra dos Santos
      Abstract: Em algumas construções são necessárias intervenções para restabelecer ou aumentar a capacidade de suporte da estrutura antes de atingir um estado limite. Os Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (CFRP) são um dos mais adequados como elemento de reforço estrutural por ser um material de alto desempenho mecânico e elevado módulo de elasticidade, resistência à fadiga e baixo peso específico. Este trabalho teve como objetivo analisar a eficiência de materiais compósitos de Polímeros Reforçados com Fibras de Carbono (CFRP) como reforço estrutural em vigas de concreto armado, por meio de ensaios experimentais e simulação numérica. Nos ensaios, a armadura da viga de concreto foi dimensionada com resistência insuficiente ao cisalhamento. Nas vigas de referência, inicialmente, surgiram fissuras de cisalhamento, e em seguida as vigas romperam-se à flexão. Nas vigas com CRFP, que foram dimensionadas como reforço ao cisalhamento, as vigas não apresentaram fissuras de cisalhamento e romperam à flexão. Não houve acréscimo significativo da carga máxima. Em apenas uma viga houve o descolamento da fibra de carbono em um dos bordos da estrutura, mostrando boa eficiência do adesivo utilizado. As simulações numéricas foram realizadas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) no software ANSYS 18.1. Os resultados obtidos no modelo numérico ficaram próximos aos resultados experimentais.Palavras-chave: Reforço estrutural, Fibra de carbono, Experimental, Simulação numérica. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Produção de concretos autoadensáveis com alto teor de ar incorporado e
           propriedades mecânicas para fins estruturais

    • Authors: Fernando Mellin Moreira Ferreira, Alessandra Lorenzetti de Castro
      Abstract: O uso de concreto autoadensável já é bastante difundido na construção civil, sendo utilizado principalmente em elementos esbeltos e/ou com altas taxas de armadura. Ainda assim, os efeitos combinados de autoadensabilidade com determinadas estratégias modificadoras das propriedades dos concretos são pouco conhecidos. Esse é o caso observado com o aditivo incorporador de ar. Dessa forma, o presente trabalho busca avaliar a influência da incorporação de ar no comportamento de concretos autoadensáveis mantendo propriedades mecânicas adequadas para uso estrutural. Algumas premissas de interesse foram definidas com base na utilização do material para a execução de paredes de concreto moldadas no local. Assim, foram produzidos dois traços de concreto autoadensável, sem incorporação de ar, com classes de resistência C25 e C40 e, a partir de cada um deles, foram produzidos outros dois traços modificados com aditivo incorporador de ar, variando o teor de ar incorporado, em um total de seis misturas cujas propriedades foram avaliadas tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Os resultados obtidos foram muito satisfatórios, considerando que dois dos traços de concreto autoadensável com incorporação de ar apresentaram propriedades mecânicas adequadas para utilização com função estrutural, apesar do alto teor de ar incorporado.Palavras-chave: Concreto autoadensável. Aditivo incorporador de ar. Autoadensabilidade. Resistência à compressão.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Síntese, caracterização e avaliação das propriedades fotocatalíticas
           do WO3 obtido através do método poliol

    • Authors: Alberto Gonçalves Vieira de Carvalho Neto, Sandra Regina Rissato, Heloane Andrade Vieira de Carvalho, Silvia Luciana Favaro, Eduardo Radovanovic, Diogo Silva Pellosi, João Paulo Fortes, Dayse Iara dos Santos, Margarida Juri Saeki
      Abstract: Esse trabalho mostra uma rota sintética mediada por tetraetilenoglicol (P. E. 325°C) em que utiliza o ácido túngstico, como material de partida.  A formação de uma suspensão estável de cor azul foi observada durante o curso da reação. O tamanho das partículas depende do tempo de síntese, sendo que partículas de tamanho em torno de 400 nm foram obtidas após 15 minutos de reação em tetraetilenoglicol. Os materiais particulados foram então recozidos em diferentes temperaturas: 150°, 350°C, 500°C e 800°C,  e caracterizados por  TGA / DSC, DRX, FT-RAMAN, MEV, Espectroscopia óptica UV-VIS e adsorção de N2 a 77K. Observou-se que a síntese proporcionou WO3 sob fase ortorrômbica que evoluiu para monoclínica após tratamento térmico na temperatura igual ou superior a 350°C. A caracterização morfológica indicou a formação de partículas ovoides quando tratadas em temperaturas em torno de 500°C, temperatura a partir da qual a área superficial diminui drasticamente.  A atividade fotocatalítica para a degradação de rodamina B (rhB, 10 mg.L-1) foi avaliada sob irradiação ultravioleta (6 Watts). Maior atividade foi encontrada para o material tratado a 500°C, sendo que descoramento foi total após 180 minutos na presença de 10 mg desse catalisador.Palavras-chave: Trióxido de tungstênio, Rodamina B, Fotocatálise, Método Poliol. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Consideração da deformação permanente de solos ocorridos na região
           nordeste na análise mecanística-empírica de pavimentos

    • Authors: Wendel Silva Cabral, Suelly Helena de Araújo Barroso, Samuel de Almeida Torquato e Silva
      Abstract: Para estabelecer projetos mais eficientes e critérios construtivos adequados na área de pavimentação é indispensável o entendimento do desempenho dos materiais com relação aos métodos de dimensionamentos mecanístico-empírico. Este trabalho analisa as propriedades de Deformação Permanente (DP) e Módulo de Resiliência (MR) de solos utilizados em camadas de pavimentos para análises de diferentes tipos de dimensionamento, mecanístico-empírico e empírico de rodovias brasileiras. O método de ensaio para obtenção da DP foi o triaxial de carga repetidas de múltiplo estágios (RLT), com aplicação de 10.000 ciclos por estágio, e o dimensionamento mecanístico-empírico realizado pelo método MeDiNa, recém divulgado no Brasil, e pelo programa CAP 3D-D, que realiza análises numéricas de tensões e deslocamentos dos pavimentos propostos. Utilizou-se a técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA) para o desenvolvimento dos modelos de previsão de DP. Os resultados mostraram que tanto o método de ensaio, quanto as equações de predição tiveram desempenho satisfatório na obtenção do comportamento da DP. Já os dimensionamentos realizados através dos métodos utilizados resultaram em estruturas distintas. Conclui-se que o modelo e a técnica de obtenção utilizada, bem como a metodologia de ensaio possuem grande potencial para caracterizar e modelar a DP de materiais granulares e que o Brasil deve investir cada vez mais no uso de métodos mecanístico-empírico para análise de pavimentos.Palavras-chave: Deformação permanente, pavimento, dimensionamento, ensaio triaxial, rede neural artificial. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Combined effects on Fe-Cr-C hardfacing deposited by new technique
           FCDW-GTAW

    • Authors: Fernando Henrique Gruber Colaço, Giuseppe Pintaude
      Abstract: The hardfacing deposition with the GTAW process is widely studied with the addition of metallic powder or solid wire. This study introduces an original method, flux-cored-double-wire GTAW (FCDW-GTAW), where wires of different compositions are used simultaneously to deposit hardfacing. Because of the complexity in stabilizing the welding system, the combined effects of welding parameters should be investigated, allowing elaborate prediction models for the geometry and dilution of the deposits. These aspects are crucial for the target application, wear-resistant layers based on Fe-Cr-C composition, requiring a low-level of dilution and bead-geometry quality. Five parameters were chosen to model the deposition: the welding current, welding speed, standoff distance, torch angle, and wire feed pulse frequency. Therefore, using Response Surface Methodology with five factors at five levels to plan the experiments, thirty-two deposition conditions were necessary to model responses. Complete and reduced models were presented for width, reinforcement, penetration, and dilution responses. The reduced models showed a better prediction than the complete ones. The welding parameters‟ interaction was identified for the reduced models, where the welding current and speed were influential in all responses. Results showed the possibility of obtaining good quality in the beads applying the FCDW-GTAW technique.Keywords: GTAW, double-wire, geometry, dilution, DOE-RSM.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • The effect of carbon nanotube amount in machining of ZA-27 matrix carbon
           nanotube reinforced nano composite

    • Authors: Muharrem Pul
      Abstract: In recent years, the usage area of nano material reinforced composites has been increasing gradually. Accordingly, machining of metal matrix and nano material reinforced composite materials becomes important. In this study, the effect of carbon nanotube (CNT) on the machining of CNT-reinforced ZA-27 (zinc-aluminum) nano composite was investigated. For this purpose, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 3.0% CNTreinforced ZA-27 based composites were produced by powder metallurgy method. Firstly, SEM images of composites were taken. Then, hardness measurements were made and pore amounts were determined. At the last stage, the machinability tests of nano composites have been carried out. Machinability tests were carried out by turning method to determine the cutting forces and surface roughness amounts. The tests were carried out with cemented carbide cutting tools under dry cutting conditions. Cutting speeds of 75, 125, 175, 225 m/min, feed values of 0.05, 0.10, 0.20 mm/rev and constant cutting depth of 1.0 mm were chosen as test parameters. The data obtained as a result of the tests were interpreted together with microstructure, porosity and hardness values. Hardness values decreased and the pore amounts increased with the increase in the CNT-reinforcement ratio within the composite structure.Cutting forces and the surface roughness amounts increased with the increase in feed value. Cutting forces and surface roughness amounts decreased together with increase in cutting speed. CNT-reinforcement material in the composite structure caused a decrease in cutting forces. However, surface roughness values showed an increase with the increase of CNTreinforcement ratio. It has been determined that CNT-reinforcement material facilitates machining by lubricating effect in dry machining conditions. Built-up edge (BUE) was observed on all cutting tool bits used in machining tests. BUE amounts increased in itself with the increase in CNT ratios and feed rates.Keywords: Nano composite, Carbon nanotube, ZA-27, Machinability 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Influence of different power densities during polymerization on the color
           of composite resins

    • Authors: Brunelly Cardoso de Jesus Santos, Jefferson Chaves Moreira, Yasmin Alves do Nascimento, Daniel Maranha da Rocha, Adriano Augusto Melo de Mendonça, Lycia Gardenia dos Santos Oliveira, Eduardo Bresciani, Daiana Conceição Broll Repeke, Flavia Pardo Salata Nahsan
      Abstract: This study evaluated the influence of different levels of power density on resin polymerization in the staining of composite resins. Thirty-six specimens were made with composite resin (Z350 3M ESPE) with cylindrical Teflon matrix (8 mm X 1 mm). The light curing was performed with different degrees of power density for each group (n=12): 300mW/cm², 700mW/cm² e 1000mW/cm². Afterwards, the specimens had their color checked, with the help of a spectrophotometer and immersed in coffee solution during 7 days. After, a new measuring was done (CIEL*a*b* color system). Results showed, for Δa, only G1000 group obtained a significantly lower value, and the same result was found in the evaluation of Δb. For ∆E and ∆L, no significant differences were found between groups. It is concluded that, low and medium power density entails more reddish and bluish composite resin, while the specimens submitted to high power density and then immersed in coffee did not present color change in a short term.Keywords: Composite resin. Staining. Light curing. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Avaliação das propriedades de argamassas cimentícias com adição de
           resíduos da geração termoelétrica

    • Authors: Daniele Ferreira Lopes, Sabrina Neves da Silva
      Abstract: A substituição parcial de cimento por resíduos sólidos da geração termoelétrica, em formulações de argamassas, pode contribuir para preservação ambiental e para o desenvolvimento materiais de construção mais duráveis. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência da substituição parcial de cimento Portland por cinzas volantes de carvão mineral e pelo subproduto da dessulfuração dos gases de combustão, nas propriedades de argamassas cimentícias. A metodologia experimental consistiu na caracterização dos resíduos por difração de raios-X, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e análise granulométrica das partículas. Foram preparados blocos cilíndricos de argamassa com dimensão de 50 x 100 mm e traço 1: 3: 0,48 (cimento: areia: água/cimento), conforme a NBR 7215. O cimento foi substituído, em massa, nas proporções de 6%, 16% e 26%. As resistências à compressão (NBR 7215) foram medidas aos 7, 14 e 28 dias de cura úmida. Complementarmente, realizou-se o ensaio de absorção de água por capilaridade (NBR 9722). Os resultados foram comparados com uma amostra de referência, isto é, sem os resíduos. Foi demonstrado que, mineralogicamente, as cinzas contêm mulita, quartzo (principalmente) e hematita e têm diâmetro médio de 42,19 µm. A morfologia das partículas é predominantemente esférica contendo algumas porosidades. O subproduto é um material rico em sulfato de cálcio e traços de quartzo com diâmetro médio de 17,8 µm sendo constituído por partículas aglomeradas com morfologia variada. Os resultados mostraram que a substituição de 6% em massa de cimento Portland por cinzas melhora o desempenho das argamassas quanto à resistência à compressão axial e absorção de água por capilaridade. Para as argamassas contendo o subproduto a melhoria nas propriedades mecânicas não foi evidenciada.Palavras-chave: Cinza de carvão mineral. Dessulfurização gasosa. Reciclagem. Geração termoelétrica. Argamassas cimentícias. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Obtenção e caracterização de propelentes sólidos compósitos à base
           de PBLH, alumínio e perclorato de amônio com binders modificados com
           dióis de cadeia curta

    • Authors: Bruno Cesar Christo da Cunha, José Atílio Fritz Fidel Rocco
      Abstract: O presente estudo avaliou diferentes formulações de propelentes sólidos à base de PBLH/AP/Al modificados por dióis de cadeia curta, 1,4-butanodiol e 1,2-propanodiol, em diferentes concentrações mássicas, com intuito de obter propriedades mecânicas diferenciadas sem negligenciar os demais requisitos impostos, tais como processabilidade e propriedades balísticas, destas mesmas formulações. Neste sentido, desenvolveu-se uma metodologia de cálculo das formulações, onde o processamento das mesmas foi realizado em reator de pequeno porte. Com a intenção de avaliar a influência do teor mássico de plastificante empregado, também foi processada uma formulação, de maior teor de 1,4-butanodiol, com maior quantidade de plastificante. Para tanto, avaliou-se o perfil de viscosidade dinâmica pós-processamentos, a evolução da propriedade mecânica da dureza durante a cura e realizaram-se ensaios mecânicos de tração e dureza finais. Realizaram-se também ensaios de determinação de massa específica, Raio-X das amostras e bomba calorimétrica. Ficou evidente que formulações modificadas com 1,4-butanodiol são promissoras. Não obstante, não foi possível alcançar no presente estudo todos os requisitos esperados em um produto final para emprego imediato.Palavras-chave: propulsão sólida; propelente compósito; extensor de cadeia. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Caracterização de diferentes classes genéticas de milho cultivados em
           região semiárida quanto ao potencial forrageiro

    • Authors: Eduarda Santos Silveira, Maisa Nascimento Carvalho, Beatriz Barreto de Lima, Tâmara Rebecca Albuquerque de Oliveira, Gustavo Hugo Ferreira de Oliveira
      Abstract: O milho é bastante cultivado na região semiárida brasileira e contém alto valor energético na dieta animal. Sabendo disto, objetivou-se caracterizar diferentes classes genéticas de milho quanto ao seu potencial forrageiro nas condições semiáridas de Sergipe. Para isso, foram avaliados 36 genótipos em blocos incompletos em Látice quadrado reticulado 6x6, com duas repetições, na fazenda experimental da Embrapa – Semiárido, em Graccho Cardoso-SE. As variáveis analisadas foram: altura da planta, diâmetro do colmo, peso de planta, massa fresca, massa seca, porcentagem de massa seca e massa de forragem. Com os dados obtidos foi realizada análise de variância com auxílio do software SAS 9,4 e, para a geração dos componentes principais (CP) e gráficos, foi utilizado o software R com o pacote “GGEBiplotGUI”. Todas as variáveis apresentaram diferenças significativas entre classes genéticas. Os dois primeiros componentes principais contemplaram 83,9% da variação total. O autovalor do primeiro CP (CP1) foi de 4,11, considerado muito significativo, já que a soma de todos os autovalores foi de 6,99. A porcentagem de massa seca, diâmetro do colmo, peso de planta, massa fresca, seca e de forragem obtiveram maior capacidade de discriminar as classes genotípicas. Os híbridos intervarietais ficaram mais próximos do genótipo “ideal”. A maior correlação positiva foi entre massa de forragem e massa seca. Os híbridos simples e triplos destacaram-se individualmente na altura da planta e porcentagem de massa. A massa seca e de forragem obtiveram maiores médias em todas as classes, exceto nos híbridos simples. As variedades foram as menos estáveis nas avaliações. Os híbridos intervarietais apresentaram maior potencial forrageiro e os duplos, topcross e variedades maior variabilidade genética, as demais classes não são indicadas para agricultores de baixa e média tecnologia quando cultivados em região semiárida para forragem de milho.Palavras-chave: Zea mays L., Forragicultura, Melhoramento vegetal, Produção de silagem, Seca. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Utilização de sulfato de bário como constituinte de concreto para
           blindagem de salas de radiologia

    • Authors: Maikon Moreira de Pires, Chiara das Dores do Nascimento, Everton Granemann Souza, Kaiser Kruger, Gabriela Hoff
      Abstract: A exposição à radiação ionizante está mais presente na rotina da sociedade atual em consequência do avanço das práticas de saúde. Desta forma, deve-se atentar aos mecanismos de proteção radiológica de modo a minimizar a radiação absorvida pelos indivíduos, principalmente em unidades de saúde. Uma sala de radiologia deve contar com uma blindagem adequada, considerando materiais com densidade e espessura apropriados. Nesse contexto, este estudo propõe um concreto específico para construção de salas de radiologia, utilizando o sulfato de bário (barita) e a rocha de basalto em sua composição. O concreto possui uma densidade aparente média de 2,46 g/cm³, sendo classificado como normal, de acordo com sua densidade, evitando assim excessos de carregamento gerados pela sua estrutura. Nos testes de resistência à compressão axial característica (fck), o concreto atingiu o valor de 102,90 MPa, um aumento de 157% quando comparado ao fck para maior classe de agressividade ambiental (40 MPa), conforme estipulado pela NBR 6118. Para os ensaios de blindagem frente à radiação X, foram moldados 5 corpos de prova prismáticos de seção transversal 10 cm x 10 cm, com espessuras variando de 2 mm a 10 mm. A eficácia da blindagem foi aferida por uma câmara de ionização, posicionada abaixo dos corpos de prova, para diferentes valores de energia do feixe de raios X (60, 90 e 125 kVp). Os resultados indicam que mesmo para 125 kVp, um dos maiores valores utilizados na maioria dos equipamentos de radiologia, uma espessura de 16,70 mm é suficiente para barrar 95% da radiação X, conforme recomendado pela Portaria Federal n°453 da Anvisa. Esse conjunto de fatores, em especial a sua capacidade de blindagem, mostram que o concreto proposto é adequado para aplicações em blindagens de salas de radiologia.Palavras-chave:Sulfato de bário, blindagem, radiologia, radiação ionizante. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Analysis of mechanical and microstructural properties of high performance
           concretes containing nanosilica and silica fume

    • Authors: Jéssica Zamboni Schiavon, Pietra Moraes Borges, Sérgio Roberto da Silva, Jairo José de Oliveira Andrade
      Abstract: The use of nanomaterials in concrete has shown promise, and the use of several types in cementitious compounds has been found to guarantee greater physical–mechanical properties and improvements in microstructure. The use of mineral admixtures, such as silica fume, ensures the improvement of the interfacial transition zone (ITZ) between aggregate and paste in high-performance concrete (HPC). Thus, this work evaluates the performance of superplasticizer additive with colloidal nanosilica suspension and slurried silica fume with HPC and its macro- and micro-structural properties. The mechanical (i.e., compressive strength and elastic modulus) and microstructural properties via (scanning electron microscopy and X-ray micro tomography) of concretes with 1.5 and 3% nanosilica and 5 and 10% silica fume included in the evaluation methods in this study. The results indicate that, with the use of mineral admixtures, the compressive strength and elastic modulus of concrete increased significantly. The concrete with the use of 10% silica fume and 3% nanosilica resulted in a showed an increased strength over 75% at 28 days. Besides that, for same w/b = 0.35 the elastic modulus increased by 36% compared with the reference concrete. The microstructural investigations show that the nanosilica and silica fume led to a densification of microstructure, which is responsible for the improvement of HPC performance.Keywords: high performance concrete, silica fume, nanosilica, mechanical properties, microstructure. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudio general del método de síntesis de pirólisis de
           aerosol en llama

    • Authors: Natalia Betancur-Granados, Jorge I. Tobón, Oscar Jaime Restrepo-Baena
      Abstract: Pirólisis de aerosol en llama (FSP), es una de las metodologías más prometedoras en la producción de nanopartículas a gran escala, dado su potencial de escalamiento y producción en continuo. Este artículo aborda los fenómenos químicos y físicos ocurridos durante el proceso, desde la preparación de la solución de precursores, los procesos de transformación en la llama y la formación de nanopartículas, los cuales permiten explicar las propiedades de los productos de reacción. Finalmente, se presenta el equipo de síntesis, sus componentes y la importancia del diseño del equipo sobre las propiedades de los materiales.Palabras clave: Pirólisis de aerosol en llama, pirólisis por pulverización de llama, pirólisis por rociado de llama, Síntesis alternativa, aerosol. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Influence of temperature on the electro-induced MIT of VO2 prepared by the
           magnetron sputtering method

    • Authors: Xiaoning Sun, Zhaoming Qu, Yang Yuan, Qingguo Wang
      Abstract: Vanadium dioxide (VO2) is a typical representative of the strongly correlated electronic system. It presents a reversible first-order metal-insulator transition once stimulated by temperature, voltage, light, or pressure. The insulation-metal phase transition (MIT) makes it a new type of functional material with excellent potential applications in many fields. In this paper, magnetron sputtering technology and the "two-step method" process are used to prepare the VO2 films with phase transition properties. The results show that after the classic V film is processed for more than 100 minutes in air, and annealed in N2 atmosphere for 150 minutes, the VO2 (M) can be obtained with a resistance change rate more than three orders of magnitude. The study of the resistance change under the action of temperature and voltage found that the temperature of the heating and cooling phase transition are 67.4℃ and 62.8℃ respectively, and the hysteresis width is 4.6℃. The relationship between phase transition voltage and ambient temperature is presented based on the heat dissipation model. It is found that Joule heating plays a significant role in the electro-induced phase transition of VO2. Furthermore, the ambient temperature has an obvious regulation effect on the phase transition voltage of VO2 film. The research results can provide efficient guidance to the preparation of VO2 film and the application and regulation of electro-induced phase transition.Keywords: Vanadium Dioxide, Magnetron Sputtering, Electro-induced Phase Transition, Joule Heating
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      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Emisión y defectos de nanoestructuras de películas delgadas de ZnO y
           ZnO-Cu obtenidas a baja temperatura

    • Authors: Fabiola del Carmen Gómez Torres, José Luis Cervantes López, Angélica Silvestre López Rodríguez, German Pérez Hernández, Laura Lorena Díaz Flores
      Abstract: Se reportan películas delgadas de ZnO y ZnO-Cu con espesores entre 220-630 nm aproximadamente y bien adheridas sobre sustratos de vidrio. La síntesis se llevó a cabo por el proceso sol gel a temperatura ambiente y depositadas mediante la técnica de centrifugado. Todas las películas de ZnO y ZnO-Cu obtenidas, presentan luminiscencia en el rango ubicado entre 520 - 550 nm con intensidades que están relacionadas al número de capas depositadas sobre el sustrato. Sin embargo, la incorporación del Cobre intensifica la emisión de fotoluminiscencia en el rango visible. La disminución en la emisión en UV del ZnO (380 nm) se atribuye a la recombinación no radiativa del proceso causado por los átomos de Cu. Por DRX, se comprobó que la incorporación de iones de Cu a la solución precursora no afectó de manera significativa la estructura cristalina de las películas (wurtzita). El análisis por espectroscopía Raman de las películas, reporta la emisión en el modo Bg y Bu' ubicado en 327 y 466 cm-1, que corresponde a CuO. Los anillos de SAED de las imágenes HRTEM de las películas de ZnO-Cu presentan difracción de CuO en el plano (020) y se corroboran los resultados mostrados en la espectroscopía Raman. Estos materiales así obtenidos, pueden tener aplicaciones en el desarrollo de dispositivos ópticos y energéticos para su uso en pantallas luminiscentes y contribuir a la generación de innovación en materiales con uso de tecnología verde.Palabras clave:  Pantallas luminiscentes, procesos amigables ecológicos, nanopartículas de ZnO:Cu por HRTEM
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Análise do uso de resíduo da siderurgia para aplicação em cerâmica
           vermelha através da caracterização química e mineralógica

    • Authors: Laís Cândido da Silva, Alessandra Farias Formiga Queiroga Barreiras, José Sílvio Veras Albuquerque, Samuel Lucas Santos Medeiros, Ricardo Emílio Ferreira Quevedo Nogueira, Hilder Caldas Ferreira, Marcos Vinícius da Silva Ferreira, Maria Alexsandra de Sousa Rios
      Abstract: A composição química das cerâmicas tem grande importância no entendimento das propriedades químicas e físicas desse material. Neste trabalho foram realizadas caracterizações química e mineralógica de misturas de argilas, incorporando um resíduo proveniente de uma indústria siderúrgica, para aplicar na produção de cerâmica. Dois tipos de argila foram misturados na proporção de 1:1 e o resíduo foi adicionado nas proporções de 5%, 10%, 15% e 20%. Avaliou-se a composição química de cada material puro e a composição mineralógica foi analisada após a etapa de queima, na qual 5 corpos de prova foram submetidos a uma temperatura de 800 °C. A caracterização foi realizada com os ensaios de Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX), Termogravimetria (TG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). A FRX mostrou os óxidos de silício (SiO2) e alumínio (Al2O3) como principais componentes das argilas e os óxidos de ferro (T-Fe, teor de ferro) como principais componentes do resíduo. A DRX mostrou o quartzo como o mineral mais abundante nas argilas, mas que à medida que a concentração de resíduo aumentava na amostra, aumentava também o teor de hematita, principal mineral encontrado no resíduo. A TG e a DSC confirmaram picos esperados nas argilas e identificou uma reação exotérmica nas amostras com resíduo. O aumento do percentual de resíduo provocou alterações na composição química das amostras, no entanto, não foram alterações significativas, o que indica a possibilidade do uso desse resíduo na produção de cerâmica vermelha. Palavras-chave: Cerâmica vermelha, Resíduo siderúrgico, Caracterização. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Biocarvão ativado produzido a partir de lodo anaeróbio de estação de
           tratamento de efluentes para remoção do corante tartrazina

    • Authors: Renata Medici Frayne Cuba, Bethânia Moreira de Paula, Gabrielle Brito do Vale, Talita Cintra Braga, Francisco Javier Cuba Terán
      Abstract: Este estudo avaliou a adsorção de tartrazina em biocarvão (BCA) produzido a partir de lodo biológico de um sistema de tratamento de efluentes e ativado com ácido fosfórico e assistido por energia de micro-ondas. A caracterização da superfície do BCA demonstrou predominância de grupos hidroxilas (-OH) pertencentes a grupos funcionais ácidos carboxílicos.  A adsorção foi estudada em ensaios de batelada avaliando o pH, cinética e capacidade de adsorção. A remoção da tartrazina foi favorecida em pHs ácidos. Nos ensaios cinéticos o equilíbrio ocorreu em 210 minutos com máxima adsorção de 9,87 mgg-1, enquanto que o ajuste aos modelos de pseudossegunda ordem, Elovich e intrapartícula demonstraram predominância do mecanismo de quimissorção, heterogeneidade energética da superfície e adsorção envolvendo mais do que um mecanismo de transferência de massa. Os resultados do ensaio de isoterma foram ajustados aos modelos de Freundlich, Temkin e Dubinin Raduskevich que indicaram pequena afinidade entre adsorvente e adsorbato, energia livre aparente de 763,3 kJmol-1 e diminuição linear do calor de adsorção com a cobertura da superfície do adsorvente. Palavras-chave: Adsorção, Biossólidos, Biocarvão ativado, Energia de micro-ondas 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudo das propriedades físicas e mecânicas com a composição química
           de argilas vermelhas do Estado da Bahia

    • Authors: Tereza Cristina de Farias Guimarães, Arnaud Victor dos Santos, Ariane da Cruz Thedoldi, Danilo Carvalho de Lima
      Abstract: Este trabalho verificou a dependência das propriedades físicas e mecânicas com a composição química de várias argilas vermelhas do Estado da Bahia. Preservou-se a granulometria dos materiais em peneiras de até 30 mesh. Para caracterização físico-química e mecânica foram realizados os ensaios: limite de plasticidade, limite de liquidez, índice de plasticidade, coloração subsequente à queima em 900/1000/1100 °C, retração linear, módulo de tensão de ruptura, determinação de água de absorção, distribuição granulométrica, umidade natural e perda de massa ao fogo (modo flamejante). Em paralelo empregou-se a técnica de Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Indutivamente Acoplado – ICP – OES, Modelo Perkin Elmer Optima 8300 para determinação da composição química das argilas. Os resultados evidenciaram a dependência das propriedades com a composição química das argilas de forma sinergética e conciliativa.Palavras-chave: Argilas Vermelhas; Composição; Propriedades Físico-Químicas; Caracterização. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Influence of zirconium addition on microstructure, hardness and oxidation
           resistance of tantalum nitride thin films

    • Authors: Jonh Yago Erikson Santos, André Romão Terto, Daniel Angel Ramirez, Júlio César Valeriano dos Santos, Beatriz dos Santos Silva Brito, Luís Fernando Sabino, Iago Lemos Dias, Roberto Hübler, Eduardo Kirinus Tentardini
      Abstract: Ta1-xZrxN thin films were deposited by reactive magnetron sputtering aiming to investigate the influence of zirconium addition on the microstructure, hardness and high temperature oxidation resistance of the coatings. GAXRD showed that all Ta1-xZrxN thin films maintained ZrN crystalline structure, forming a TaZrN solid solution. Zr incorporation did not alter hardness values of Ta1-xZrxN coatings, however, promoted significant improvements in the oxidation resistance when compared to pure TaN thin films.Keywords: Thin films; Magnetron sputtering; Tantalum nitride; Nanohardness; High temperature oxidation. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Effects of tin on the performance of ZnO photoanode for DSSC

    • Authors: Vanja Fontenele Nunes, Francisco Marcone Lima, Edwalder Silva Teixeira, Paulo Herbert França Maia Júnior, Ana Fabíola Leite Almeida, Francisco Nivaldo Aguiar Freire
      Abstract: Filmes de estanho/óxido de zinco foram depositados em óxido condutor transparente por banho químico, a porcentagens de 5, 10 e 15% de estanho (Sn) na estrutura de óxido de zinco (ZnO). Todos os filmes foram tratados termicamente para melhorar sua cristanilidade. Os filmes produzidos foram caracterizados por difração de raios x e medidas ópticas, como absorbância, transmitância e reflectância. O espectro de raios x mostrou a formação de ZnO na forma de wurtzite e os tamanhos dos cristalitos foram de 53,74; 79,59 e 66,38 nm para os fotoanodos a 5, 10 e 15% de estanho (Sn), respectivamente, na estrutura do óxido de zinco. Os valores calculados para a energia de banda proibida dos filmes revelaram que a presença de estanho pode reduzir o valor da energia até aproximadamente 3,2 eV. Esses filmes foram usados como fotoanodos em células solares sensibilizadas por corante (CSSC) para observar os efeitos do estanho (Sn) na atividade fotovoltaica do semicondutor de óxido de zinco (ZnO). Parâmetros como eficiência e densidade de corrente de curto- circuito foram particularmente afetados pela presença de estanho na composição, com o filme de ZnO a 5% de Sn apresentando os melhores resultados de 7,56% de eficiência e 34,35 mA/cm2 de densidade de corrente de curto-circuito, os demais filmes apresentaram menores valores para a eficiência, o que pode ser atribuído aos menores valores alcançados para a corrente de curto circuito. Palavras-chave: Óxido de zinco, estanho, célula solar. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Análise da viabilidade do uso de resíduos de cana-de-açúcar para
           produção de aglomerantes sustentáveis

    • Authors: Mateus Arlindo da Cruz, Rafaela Fontana Casanova, Daiane Boscardin, Aline Zanchet
      Abstract: A cinza de bagaço de cana-de-açúcar é um subproduto oriundo do processo de cogeração de energia elétrica. Este resíduo é composto principalmente por sílica, desta forma, podendo ser reutilizado como agregado e/ou como aglomerante em matrizes cimentícias. O presente trabalho tem como objetivo principal analisar as propriedades físico-químicas da cinza do bagaço de cana-de-açúcar, quando calcinada em diferentes temperaturas, visando a sua aplicação como aglomerante em uma matriz sustentável. O resíduo (bagaço de cana-de-açúcar) utilizado na presente pesquisa, foi coletado no município de Porto Xavier, localizado no estado do Rio Grande do Sul. Para a análise, o resíduo foi separado em quatro amostras e então calcinado em uma mufla com temperatura controlada, sendo respectivamente: 500°C, 600°C, 700°C e 800°C, por um período de uma hora. O processo de calcinação do resíduo tem como finalidade a remoção da matéria orgânica presente. Para a análise das propriedades físico-químicas das amostras, utilizou-se as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), reatividade pozolânica e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados indicam um maior grau de amorfismo na amostra calcinada a 500 °C e maior grau de cristalinidade em 800°C.  Se mostrando um material com ótimas características para o uso na produção de aglomerantes sustentáveis.Palavras-chave: Bagaço da cana-de-açúcar; Temperatura de calcinação; Reatividade Pozolânica; Estrutura físico-química. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Método de elementos finitos bi e tridimensional para investigação do
           modo de falha em testes de cisalhamento e microcisalhamento em
           restaurações dentárias

    • Authors: Eric Costa Carvalho, Jayme Pereira de Gouvêa, Ágatha Borges Teixeira, Tereza Cristina Favieri de Melo-Silva, Cláudio Luís de Melo-Silva
      Abstract: Este estudo analisou, por meio de ensaios de resistência de união ao cisalhamento e microcisalhamento, os tipos de fraturas e verificou a distribuição de tensões na interface por método de elementos finitos. Os modelos foram compostos por dentina, adesivo e resina composta. Como simplificação da metodologia, os materiais foram considerados elástico-lineares e isotrópicos. Dois modelos bi e tridimensionais foram criados para ambos os ensaios; e as forças aplicadas nos testes foram 50 N para cisalhamento e 15 N para microcisalhamento. O critério de falha abordado foi o de Mohr-Coulomb que descreve a resposta de materiais frágeis, portanto as análises se deram em relação à σ1, σ3 e     . As tensões máximas de cisalhamento foram comparadas com as tensões nominais dos modelos e observou-se que o modelo de cisalhamento apresenta uma maior variação se comparado ao microcisalhamento, outro ponto importante levantado é que a distribuição de tensões no modelo bidimensional é semelhante ao modelo tridimensional, sendo assim, o modelo pode ser simplificado a uma análise bidimensional nesse aspecto. Embora sejam aplicados esforços cisalhantes, o material falha por tração, fator observado quando analisamos o ensaio de cisalhamento. Ao se analisar graficamente o critério de falha Mohr-Coulomb modificado pôde-se observar possível falha coesiva da dentina para ensaios de cisalhamento e falha adesiva para os ensaios de microcisalhamento, e também os valores de      estiveram mais próximos da faixa de      para os ensaios de microcisalhamento. Sendo assim, o estudo permite concluir que a metodologia desenvolvida de resistência adesiva para o ensaio de microcisalhamento é validada pela simulação computacional.Palavras-chave: cisalhamento, microcisalhamento, dentina, resistência adesiva, elementos finitos. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Use of numerical method for optimization of granulometric curves in
           eco-efficient concrete

    • Authors: Robson Arruda dos Santos, Gibson Rocha Meira, Wesley Vítor Dantas de Carvalho Bezerra, Francisco Alisson Vieira Braga, Dayvison Leoncio de Pontes
      Abstract: Concrete is the most used construction material and thus, being the cement a significant part of this material, it is also widely used around the world. Cement production is responsible for more than 5% of global CO2 emissions, which has been continuously increasing. A solution to reduce the cement content in concretes without loss of performance is thorough the particle packing optimization. This work uses practical numerical simulations through linear programming and the modified Andreasen & Andersen model to reduce the void content of aggregate mixtures and produce concretes with superior and intermediate packing levels. A broad range of distribution modulus “q” values were tested. Deviations between the particle size distribution (PSD) curves were calculated in each step of the process. In this study, mixtures with the smallest deviations – experimental PSD curves closer to the mathematical packing model – did not present the lowest void contents. The distribution modulus “q” directly affects the fine aggregate content in the mixtures: lower q values favors higher fine aggregate contents. For concrete granular skeletons composed by sand and gravel, there is a q value below which sand is the top deviation contributor and above which gravel is the top deviation contributor. Moreover, there is a limit to the distribution modulus after which the void content of aggregate skeletons tends to increase. In this study, that was 0.30. Concretes with superior packing (S concrete) and with the lowest distribution factor (q = 0.25) showed better performance in relation to the other studied concretes, with a higher compressive strength at 91 days and with a binder intensity around 6 at 28 days and below 5 at 91 days.Keywords: aggregate packing, eco-efficient concrete, granular skeleton; numerical simulations.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • ABX3 inorganic halide perovskites for solar cells: chemical and crystal
           structure stability

    • Authors: Cristian Moisés Díaz-Acosta, Antonia Martínez-Luévanos, Sofía Estrada-Flores, Lucia Fabiola Cano-Salazar, Elsa Nadia Aguilera-González, María Cristina Ibarra-Alonso
      Abstract: La energía solar es una de las tecnologías más prometedoras y desarrolladas de los últimos años, debido a su alta eficiencia y bajo costo. En este sentido, las celdas solares de tipo perovskita han sido el foco de atención de la comunidad científica mundial. El objetivo principal de este trabajo es presentar un análisis de diversas investigaciones reportadas sobre la síntesis y desarrollo de películas fotoactivas de perovskita ABX3 para celdas solares, con énfasis en el efecto que la temperatura y la humedad tienen sobre la estabilidad de su estructura química y cristalina de la perovskita inorgánica ABX3. En cuanto a la estructura de las celdas fotovoltaicas basadas en perovskitas inorgánicas tipo ABX3, se presenta un análisis sobre los materiales de los que están conformadas y sobre la mejora de la eficiencia (PCS), factor de llenado (FF), densidad de corriente a corto circuito (Jsc) y del voltaje a circuito abierto (Voc) de estos dispositivos. A manera de conclusión, se presenta una relación de los métodos, variables de síntesis y tipo de perovskita inorgánica utilizados para el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos con las mejores eficiencias; también se resaltan las tendencias hacia las que se dirige esta área importante de la ciencia.Palabras clave: Perovskitas inorgánicas, propiedades optoelectrónicas, estabilidad química, estructura cristalina, métodos de obtención. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Evaluating the variability of the modulus of elasticity of concrete
           through the use of different types and batches of aggregate

    • Authors: Alex Taira de Vasconcellos, Paulo Ricardo de Matos, Cézar Augusto Casagrande, André Valmir Saugo Ribeiro, Luiz Roberto Prudêncio Jr
      Abstract: The modulus of elasticity of concrete is often calculated as a function of the compressive strength, and as a deterministic value. However, variations in the aggregates properties may result in module values different than those estimated, which may lead to excessive deformation and eventual instability of the structure. In this work, the influence of the coarse aggregate batch variation on the variability of the modulus of elasticity of the concrete was investigated. Three different aggregate sources (one of granite origin and two of gneiss origin), three water/cement ratios (w/c) and five different batches of each aggregate were investigated. The compressive strength and static modulus of elasticity of the concretes were determined at 28 days. The analysis of variance (ANOVA) showed that the variable "batch" had a significant influence on the modulus of elasticity of the concrete, indicating that this property is a probabilistic variable indeed. The normality of the distribution of its values was attested, and values of characteristic modulus of elasticity were proposed, which were from 6 to 10% lower than the mean values. In addition, the use of gneissic aggregates led to modulus of elasticity values 30% higher than those of the concretes with granitic aggregates and equivalent compressive strengths, while the reduction of the w/c ratio from 0.71 to 0.46 increased the modulus of elasticity in about 5%.Keywords: Aggregate; Concrete; Modulus of elasticity; Variability. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Avaliação de composições de concreto autoadensável a partir da
           distribuição granulométrica e de parâmetros de graduação de
           agregados

    • Authors: Cássia Vanessa Albuquerque de Melo, Paulo César Correia Gomes, Karoline Alves de Melo Moraes
      Abstract: O concreto autoadensável (CAA) tem sido produzido por diferentes métodos de dosagem. Alguns são baseados na determinação da pasta e do esqueleto granular para o alcance da autoadensabilidade. A busca por empacotamento de agregados com baixo índice de vazios, que leva a uma redução do volume de pasta, tem sido o ideal, mas este modelo pode não ser o melhor para o CAA. Sistemas de partículas com reduzidos vazios e teor de pasta pode comprometer a autoadensabilidade do CAA. Por outro lado, composições de agregados com dosagens igualitárias entre partículas grossas e finas têm sido proposto com sucesso. Neste contexto, o artigo visa analisar composições de agregados com dosagens de agregados graúdos e miúdos equiparados, avaliando suas distribuições granulométricas contínuas e descontínuas, além de determinar parâmetros de graduação, que possam influenciar e contribuir para o alcance da autoadensabilidade do CAA. As propriedades de autoadensabilidade foram verificadas pelos testes de espalhamento, índice de estabilidade visual (IEV), funil V e caixa L. As propriedades determinadas no estado endurecido foram: resistência à compressão, módulo de elasticidade estático, absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica. Para isso, foram utilizados corpos-de-prova cilíndricos (10 cm x 20 cm). Os resultados desta pesquisa mostraram que os parâmetros de graduação de agregados, obtidos para cada proporção e distribuição granulométrica das composições de agregados estudadas, ressaltaram o efeito da presença de diâmetros de partículas miúdas em relação às partículas graúdas, podendo-se perceber a contribuição desses parâmetros na obtenção de distribuições contínuas e descontínuas mais fechadas para concreto autoadensável em atendimento às propriedades no estado fresco e endurecido.Palavras-chave: Composições de agregados, Curvas granulométricas, Concreto autoadensável, Parâmetros de graduação. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Estudo do comportamento físico da substituição parcial de agregado
           miúdo por resíduo de arenito Botucatu em concreto estrutural

    • Authors: Sergio Edir Hilario da Silva, Daiana Cristina Metz Arnold, Vinicius de Kaiser Ortolan, José Ernesto de Azevedo Nadalon
      Abstract: Diversos estudos comprovam a viabilidade da incorporação de resíduos da construção civil no concreto, porém existem lacunas em relação a pesquisas sobre a inserção do resíduo de arenito Botucatu e, nesse sentido, este estudo se propõem a analisar o comportamento físico em concreto estrutural. A construção civil utiliza recursos naturais finitos e a inserção dos rejeitos de Botucatu como substituição do agregado natural pode ser conveniente. Nesta análise, os resíduos de arenito foram caracterizados e selecionados para utilização em dosagens de concreto, com proporções de substituição parcial em 10%, 20% e 30% de agregado miúdo. Foram determinados o desempenho no estado fresco quanto ao abatimento. No estado endurecido, foram determinadas, na idade de 28 dias, absorção de água, massa específica e resistência à compressão. Esta por último apresentou valor potencial, respectivamente, conforme proporção de substituição parcial 32,6; 28,6; 30,8 e 29,6 MPa. Observou, de modo estatístico, que a substituição do agregado miúdo, até o teor de 30%, se manteve constante no comportamento físico do concreto estrutural. Palavras-chave: Arenito Botucatu. Agregado Miúdo. Concreto Estrutural. Resistência à Compressão. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Study of the Life Span of Adhesively Bonded Single Lap Joint Due to Creep

    • Authors: Ranulfo Martins Carneiro Neto, Mila Siqueira de Paula, Eduardo Martins Sampaio, Ney Robson Ferreira Rohem, Lucas Lisbôa Vignoli
      Abstract: Adhesive joints are often used in several areas, including offshore systems and automobiles. The development of suitable models to predict the joint behavior has several challenges, especially due to creep phenomena. The aim of this study is to investigate the creep lifetime of single lap joints considering two different adhesives (epoxy and polyurethane). Long-term tests are performed using a pneumatic creep equipment (PCE). The parameters to the creep model are obtained for each adhesive, where load and life span are related. The models obtained and the times of joints life span are compared with two other adhesives previously studied. The results confirm that the knowledge of the lap shear strength value is just a reference to the designer, however experimental tests in creep for each different adhesive is necessary. The comparison between the joints bonded with two different epoxies shows similar results, what was demonstrated by the similar curves obtained by the models. The comparison between polyurethane adhesives did not show similar behavior in the curves obtained from the models, especially in the time of life span.Keywords: Creep, single lap joints, life span, bonded joint. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Utilização de cinzas do bagaço de cana-de-açúcar como material de
           preenchimento estrutural ou pozolânico para a produção de argamassas
           cimentícias: uma revisão

    • Authors: Wdyelle Elcine de Carvalho Matos, Hitalo de Jesus Bezerra da Silva, Gilvan Moreira da Paz, Valdeci Bosco dos Santos
      Abstract: Cinzas da queima do bagaço de cana-de-açúcar são materiais renováveis alternativos no desenvolvimento de produtos sustentáveis na construção civil. Contêm alto percentual de sílica, sendo úteis como material de preenchimento físico ou pozolânico. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo realizar um estudo prospectivo sobre as argamassas cimentícias contendo cinzas do bagaço de cana-de-açúcar, considerando a substituição parcial tanto da areia quanto a do cimento. O estudo foi realizado através de uma revisão de literatura (artigos e patentes) até março de 2021. A busca por artigos foi realizada nas bases de dados Scopus, Web of Science e Scielo e, para patentes, Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI), do Brasil, Patentes Públicas da América Latina e Espanha (LATIPAT), United States Patent and Trademark Office, Espacenet e Patentscope. Foram utilizadas as seguintes palavras-chave: mortar, bagasse, ash and sugarcane. Para as bases de dados INPI e LATIPAT, as mesmas palavras em português. Por meio desta metodologia de busca foram obtidos 427 artigos científicos e 12 patentes. Após análise criteriosa destes documentos, foram selecionados 34 artigos e nenhuma patente pertinente ao tema proposto. Nessas referências, as cinzas do bagaço da cana-de-açúcar foram utilizadas em substituições de 7,5-40% para areia e 5-20% para cimento. As cinzas contribuíram para melhorar as propriedades reológicas, mecânicas e de durabilidade das argamassas de cimento, sendo que as substituições por cimento são as mais usadas. Os artigos destacaram que diferentes tipos de tratamentos empregados para as cinzas do bagaço de cana-de-açúcar melhoram sua pozolanicidade. O reaproveitamento desses resíduos agroindustriais é uma estratégia interessante e promissora para contribuir com a sustentabilidade ambiental, além de poder elaborar produtos da construção civil com propriedades superiores àqueles sem presença de cinzas, e a baixo custo.Palavras-chave: Resíduos agroindustriais. Argamassas. Areia. Cimento. Propriedades mecânicas. 
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Aplicação do método da maturidade em lajes de cobertura

    • Authors: Roberto Luiz Curra, Fernanda Pacheco, Hinoel Zamis Ehrenbring, Roberto Christ, Jeferson Ost Patzlaff, Rafael Trevisan, Bernardo Fonseca Tutikian
      Abstract: O método da maturidade é um procedimento que associa a evolução da temperatura do concreto e o avanço de suas propriedades no estado endurecido, como a resistência à compressão, geralmente em idades iniciais. Sua aplicação é justificada quando se requer segurança e agilidade para tarefas de construção, como a protensão, a remoção do escoramento, o desmolde e a cura de concreto em baixas temperaturas. As regiões de clima temperado são conhecidas por apresentar temperaturas mais baixas durante o inverno, o que pode retardar o ganho de resistência do concreto. Este estudo aplicou o método de maturidade em uma estrutura de concreto armado localizada no Sul do Brasil, em uma construção industrial. Se observou que o concreto, do qual se esperava o alcance de 30 MPa aos 28 dias, chegou a alcançar 70% da resistência com 8,5 dias para a laje 1 e em 4,4 dias para a laje 2, sendo possível mensurar tal propriedade utilizando o método da maturidade.Palavras-chave: concreto, durabilidade, análise estatística, especificação técnica.
      PubDate: 2021-09-15
      Issue No: Vol. 26, No. 4 (2021)
       
  • Machinability investigation of Incoloy 825 in high-speed turning under dry
           conditions

    • Authors: Suleyman Cinar Cagan, Berat Baris Buldum
      Abstract: The superalloys are hard to machine materials used in critical applications such as aeronautics and aerospace sectors. One of the most important parameters of the machinability tests is the surface roughness values, which enable us to determine the specific properties of the material measured from the surface of the materials being machined. So, this study proposes to advance a depth understanding of surface roughness evolution, of Incoloy 825 material, when is submitted to machining process. The machinability of Incoloy 825 superalloys were investigated by varying different high-speed machining parameters. Three different cutting tools (I, II and III), three different speeds (500, 1000 and 2000 m/min) and three different feed rates (0.1, 0.2 and 0.4 mm/rev) were chosen as parameters. The surface quality, chip formation and tool wear outputs of the Incoloy 825 machined workpiece were analyzed and optimum machining parameters were determined. The results indicate that the key parameters impressing the surface roughness, of the Incoloy 825 superalloy, are the cutting speed and feed rate, respectively. Further, the cutting tools investigated have not had a material impact on the surface roughness. The accelerated tool wear is driven by the cutting speeds as well. An overview of the results achieved in this study indicate that the optimal surface roughness value is reached when the following parameters are imposed: tools type: II, cutting speed: 1000 m/min and feed: 0.1 mm/rev.Keywords: Superalloy; Turning; Surface roughness; High-speed; Taguchi method.
      Issue No: Vol. 26, No. 4
       
 
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