Compact saloplastic membranes of natural polysaccharides for soft tissue engineering

The regeneration of soft biological tissues requires new substitutes that exhibit mechanical properties similar to the native tissue. Herein, thin saloplastic membranes with tunable physical properties are prepared by complexation of chitosan and alginate solutions containing different concentrations of sodium chloride. Polyelectrolyte complexes (PECs) are transferred to flat Petri dishes for compaction into membrane shapes by sedimentation and solvent evaporation. All membranes are resistant to degradation by lysozyme and are stable in solutions with pH values between 1 and 13. Immersing the different membranes in new doping solutions of increasing salt concentrations triggers the typical saloplastic behavior, with a high water absorption and decrease of the rigidity and ultimate tensile strength. The range of such variations is tuned by the sodium chloride amount used in the synthesis: high salt concentrations increase water uptake and tensile moduli, while decreasing the ultimate strength. Cellular assays demonstrate high proliferation rates and viability of L929 fibroblasts seeded onto the most rigid membranes. The results validate the use of saloplastic membranes as soft tissue substitutes for future biomedical applications.

Estudo e caracterização de espécies portuguesas de madeira termicamente modificada.

A modificação térmica tem-se revelado um método eficaz na melhoria da durabilidade de elementos de madeira. Até ao momento, as aplicações da madeira termicamente modificada (MTM) têm sido limitadas a revestimentos já que o tratamento térmico de tratamento conduz a uma redução significativa das resistências mecânicas da madeira. Contudo, este tratamento térmico poderá valorizar e potenciar a utilização de espécies de madeira menos utilizadas na construção, como são o Eucalipto e o Pinho bravo nacional. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico nas espécies referidas e, complementarmente, na madeira de Faia e Freixo, realizou-se uma campanha experimental composta por ensaios de caracterização mecânica (compressão paralela às fibras e flexão) e de estabilidade dimensional (retração, inchamento e teor de água de equilíbrio (TAE)). Para efeitos de comparação, todos os ensaios envolveram séries de provetes de cada espécie de madeira natural e MTM. Os resultados obtidos são coerentes com a bibliografia disponível, o aumento da estabilidade dimensional, assim como a diminuição do TAE e das propriedades mecânicas de flexão foram verificadas, permitindo, assim, avaliar a influência da modificação térmica nas propriedades de espécies de madeira presentes em Portugal.

Durabilidade do betão auto-compactável reforçado com fibras de aço

A durabilidade é um dos aspetos mais importantes que o betão deve garantir, devido à sua fundamental incidência na vida útil das estruturas. Devido ao número crescente de estruturas degradadas prematuramente, a durabilidade das estruturas de betão tem sido uma preocupação constante no meio técnico da construção. As estruturas de betão reforçado com fibras de aço (BRFA) estão sujeitas à penetração de cloretos e à ação da carbonatação que causam a corrosão das fibras de aço, o que pode influenciar negativamente o desempenho estrutural e a durabilidade do betão. A investigação da durabilidade do betão auto-compactável reforçado com fibras de aço (BACRFA) é ainda escassa, nomeadamente, os aspetos relacionados com a resistência à corrosão das fibras, suscitando a dúvida se a corrosão das fibras pode, ou não, provocar o destacamento do betão envolvente. Neste contexto, foi realizado um trabalho experimental com provetes de BACRFA e provetes de betão auto-compactável (BAC) sem fibras com o objetivo de avaliar os efeitos da corrosão das fibras de aço na durabilidade do BACRFA. Os resultados obtidos para os diferentes betões em estudo são apresentados e analisados.

Tensile and bond characterization of natural fibers embeeded in inorganic matrices

Innovative composite materials made of continuous fibers embedded in mortar matrices have been recently received attention for externally bonded reinforcement of masonry structures. In this regards, application of natural fibers for strengthening of the repair mortars is attractive due to their low specific weight, sustainability and recycability. This paper presents experimental characterization of tensile and pull-out behavior of natural fibers embedded in two different mortar-based matrices. A lime-based and a geopolymeric-based mortar are used as sustainable and innovative matrices. The obtained experimental results and observations are presented and discussed.

Mechanical performance of natural fiber-reinforced composites for the strengthening of masonry

The growing concerns regarding the environmental impact generated by the use of inorganic materials in different fields of application increased the interest towards products based on materials with low environmental impact. In recent years, researchers have turned their attention towards the development of materials obtained from renewable sources, easily recoverable or biodegradable at the end of use. In the field of civil structures, a few attempts have been done to replace the most common composites (e.g. carbon and glass fibers) by materials less harmful to the environment, as natural fibers. This work presents a comprehensive experimental research on the mechanical performance of natural fibers for the strengthening of masonry constructions. Flax, hemp, jute, sisal and coir fibers have been investigated both from physical and mechanical points of view. The fibers with better performance were tested together with three different matrices (two of organic nature) in order to produce composites. These experimental results represent a useful database for understanding the potentialities of natural fibers as strengthening systems.

Different module placements in a modular façade system for natural ventilation

Nowadays natural ventilation has gained prominence because its correct use can reduce energy consumption for cooling systems and improve thermal comfort among users. In this paper, we report on the modelling initiative, based on the wind tunnel tests that were carried out for the determination of the influence of natural ventilation in buildings. Indeed, the renewal of air in a closed environment without using an air conditioning system with mechanical elements can lead to energy savings and, in addition, provide air quality.The wind tunnel tests were carried out by varying the positioning of six ventilation modules in the façade system configuration. The modules were positioned below the window-sill (ventilated window-sill) as well as separately above and below the façade. The wind speed measurements were taken inside and outside the model for the different façades configurations to evaluate the best performance in relation to natural ventilation. The results supported the positioning of the six ventilation modules below the window-sill, forming a â ventilated window-sillâ as the most effective natural ventilation solution.

Avaliação da durabilidade de concretos autoadensáveis com reduzido teor de cimento e elevados teores de adições minerais

A indústria de concreto é uma grande consumidora de recursos naturais, seja para a produção de agregados, ou para a produção de cimento Portland, onde grandes quantidades de calcário são extraídas. Além disso, a indústria do cimento tem uma grande contribuição na emissão de gases responsáveis pelo efeito estufa, portanto iniciativas que busquem reduzir o consumo de cimento nos concretos são importantes para a sustentabilidade das construções. Este trabalho avalia parâmetros de durabilidade de concretos autoadensáveis (CAA) com baixo consumo de cimento e elevados teores de cinza volante e metacaulim, com e sem a adição de cal, em comparação a dois concretos sem adições. Foram avaliados CAA com consumos de cimento entre 150 e 200 kg por m3 de concreto. Os ensaios realizados foram de resistividade, difusão de íons cloreto (LNEC E-463/2004), carbonatação acelerada e absorção por capilaridade. Os resultados demonstram a aptidão em produzir CAA com misturas terciárias e quaternárias com baixo consumo e que atendam as resistências correntes aos 28 dias (30 a 40 MPa), proporcionando ainda ganhos acentuados na durabilidade e elevadas resistências aos 90 dias.

Estudo de viabilidade e durabilidade de concreto auto-adensável em canteiro de obra. Caso da Arena Pernambuco

A pesquisa estudou a aplicação, resistência e durabilidade de concreto auto-adensável (CAA) numa grande obra, comparando-se seu desempenho com concreto convencional vibrado (CC) de características similares, aferindo-se sua viabilidade de custo. Os estudos foram na obra da Arena Pernambuco e incidiram nas betonagens efetuadas durante os meses de maio, junho e julho de 2012, para coleta de dados, acompanhamento dos ensaios rotineiros de controle do concreto e realização de ensaios de resistência e durabilidade específicos da pesquisa. A resistência à compressão do CAA foi em média 4,5% superior, e suas formas reforçadas para suportar maior pressão lateral do concreto. Os resultados de durabilidade foram favoráveis ao CAA, tendo custo dos materiais cerca de 13,5% superior ao CC.

Indicadores de durabilidade de concreto auto-adensável em ambiente quente e agressivo. Comparativo com concreto convencional

O concreto auto-adensável (CAA) necessita de ser mais estudado no que concerne à durabilidade em ambientes mais agressivos e de maior temperatura, comparativamente ao concreto convencional vibrado (CC). O presente trabalho objetiva apresentar os resultados de indicadores de durabilidade de CAA e CC de igual relação água/ligante e mesmos constituintes. A metodologia aplicou ensaios de resistência mecânica, resistividade elétrica, difusão de íons cloreto e carbonatação acelerada, dentre outros, bem como estudo de micro estrutura com ensaios de microscopia eletrônica de varredura e micro tomografia. Os ensaios se desenvolveram em laboratório de pesquisa e na obra da Arena Pernambuco. O CAA apresentou resistência à compressão 7,4% maior que o CC aos 28 dias; resistividade elétrica média 11,4% superior; difusão de íons cloreto com média de 63,3% do CC; frente de carbonatação com média de 45,8% do CC; porosidade com média de 55,6% do CC. Pelos resultados, ficou demonstrado que o CAA pode ser mais durável que o CC, contribuindo para elucidar os aspectos relacionados à sua durabilidade e consequente vida útil.

Study of natural ventilation for a modular façade system in wind tunnel tests

Wind tunnel tests are a reliable tool to determine the effect of natural ventilation on buildings. This paper presents results of wind tunnel tests conducted to evaluate the influence of ventilation modules positioning on a façade system. Modules positioning was modified, resulting in different façade configurations. The tests were carried out with the use of a model, varying the position of the ventilation modules in the façade configuration. The cases tested were six ventilation modules positioned below the window-sill (ventilated window-sill), and three ventilation modules positioned above and below the façade. The façade system proposed was movable and interchangeable so that the same basic model could be used to test the possibilities for ventilation. Wind speed measurements were taken inside and outside the model for the different façades configurations to evaluate the best performance in relation to natural ventilation. Singleâ sided and Cross ventilation were considered for wind speed measurements. Results show the use of six ventilation modules positioned below the window-sill, forming "a ventilated window-sill" is the best solution in terms of natural ventilation.

Free-standing multilayered membranes based on graphene and natural polymers for biomedical applications

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)

Utilização de gás natural comprimido em veículos pesados de passageiros

Dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica

Auxetic effect of natural fiber knitted fabrics

Since they present a negative Poisson's radio, auxetic materials are different from conventional ones. These materials present an unusual behaviour: when stretched (elongated in the longitudinal direction), their cross-section is increased. There are two different ways to obtain auxetic materials: through polymers or through structures. It is possible to affirm that those obtained through fibrous structures are very recent and that few authors have been dedicated to their study. The main objective of this work is to study the effect of the negative Poisson

Evaluation of natural fibers from brazilian malvaceae family and its potential as reinforced composites

This study compares the physicochemical characteristics of six species from Brazilian Malvaceae family with natural fibers of recognized applicability in the industry. The objective of the present study is present the physicochemical characterization of six Brazilian vegetal fibers: Sida rhombifolia L.; Sida carpinifolia L. f.; Sidastrum paniculatum (L.) Fryxell; Sida cordifolia L.; Malvastrum coromandelianum (L.) Gurck; Wissadula subpeltata (Kuntze) R.E.Fries. Respectively the two first species are from Brazilian Atlantic Forest biome and the four remaining from Brazilian Cerrado biome, despite of present in other regions of the plane

Mechanical characterization of bio-epoxy ecocomposites reinforced with fibrous structures based on natural fibers

This work intends to evaluate the mechanical properties of eco-composites reinforced with natural fiber fabrics in different fibrous arrangements, with a thermoset matrix of natural origin. When integrated by hand lay-up process, the composites obtained present excellent mechanical characteristics combined with environment friendly features, being able to be used in various industrial sectors.