Aproveitamento energético da ventilação natural

Na presente dissertação analisam-se as potencialidades da produção de energia eléctrica num edifício a partir da ventilação natural. Para tal, e partindo de estudos anteriormente realizados, foi utilizado um modelo simplificado para o estudo da ventilação natural. Numa primeira fase definiu-se a geometria mais adequada para o edifício, de modo a aproveitar o vento da melhor forma possível. De seguida fez-se a modelação do ventilador e do aerogerador considerados para este edifício. Posto isto, recorrendo a um programa de cálculo numérico, foram analisadas as diferentes situações a que o edifício está sujeito. Aqui, e tendo sempre em conta que o espaço habitado necessita de um número mínimo de renovações de ar, fizeram-se diferentes simulações para as diferentes velocidades do vento, fazendo variar as áreas das aberturas, velocidades de rotação do ventilador, e o número de aerogeradores de modo a obter o número de renovações estipulado para o espaço ocupado.

Light harvesting in solar cells using natural pigments from red fruits adsorbed to mesoporous TiO2

Nature has developed strategies to present us with a wide variety of colours, from the green of leaves to the bright colours seen in flowers. Anthocyanins are between these natural pigments that are responsible for the great diversity of colours seen in flowers and fruits. Anthocyanins have been used to sensitize titanium dioxide (TiO2) in Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs). DSSCs have become one of the most popular research topic in photovoltaic cells due to their low production costs when compared to other alternatives. DSSCs are inspired in what happens in nature during photosynthesis. A primary charge separation is achieved by means of a photoexcited dye capable of performing the electron injection into the conduction band of a wide band-gap semiconductor, usually TiO2. With this work we aimed to synthesize a novel mesoporous TiO2 structure as the semiconductor in order to increase the dye loading. We used natural occurring dyes such as anthocyanins and their synthetic flavylium relatives, as an alternative to the widely used metal complexes of Ru(II) which are expensive and are environmentally unsafe. This offers not only the chance to use safer dyes for DSSCs, but also to take profit of waste biological products, such as wine and olive oil production residues that are heavily loaded with anthocyanin dyes. We also performed a photodegradation study using TiO2 as the catalyst to degrade dye contaminants, such as those from the wine production waste, by photo-irradiation of the system in the visible region of the light spectrum. We were able to succeed in the synthesis of mesoporous TiO2 both powder and thin film, with a high capacity to load a large amount of dye. We proved the concept of photodegradation using TiO2 as catalyst. And finally, we show that wine production waste is a possible dye source to DSSCs application.

Argamassas de cal hidráulica natural com resíduos de borracha da recauchutagem de pneus

Existe uma consciencialização global e crescente do modo como o ser humano afeta diretamente o ambiente. É notável a preocupação exponencial com a sustentabilidade ambiental aos mais diversos níveis, preocupação esta ligada também ao setor da construção. É um dado adquirido que uma das grandes problemáticas ambientais da nossa geração é a reciclagem de pneus, estando o seu número de produção e consumo a atingir níveis elevadíssimos. Para atenuar estes níveis de poluição, e principalmente para diminuir gastos, as fábricas de recauchutagem reaproveitam grande parte de pneus usados, substituindo-lhes a parte de borracha degradada por nova A problemática é também assunto recorrente em Portugal, onde nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação no seu tratamento por forma a evitar um elevado aumento de poluição, embora muitas fábricas de recauchutagens tenham vindo a encerrar nos últimos anos. A presente dissertação insere-se na procura de soluções para os resíduos inerentes à recauchutagem de pneus, estudando argamassas de cal hidráulica natural NHL3,5 com a adição de resíduos de borracha desta indústria. Foram realizadas argamassas com partículas de resíduo de borracha cuja dimensão é inferior a 2,36 mm. Os resíduos foram diferenciados em três tipos: resíduo “fino” (Fr), com partículas de dimensão inferior a 0,212 mm; resíduo “médio” (Mr), com partículas de dimensão entre os 0,212 mm e os 0,6 mm; e resíduo “grosso” (Cr), com partículas entre os 0,6 mm e os 2,36 mm. Com a mistura integral do resíduo, foram feitas formulações de argamassas com adição de 2,5%, 5% e 7,5% relativas à massa de areia, sendo posteriormente feitas argamassas com 5% de adição apenas de cada uma das identificadas. Os resultados obtidos mostram que as argamassas com resíduo de borracha menor resistência à tração e à compressão, mas apresentam menor módulo de elasticidade dinâmico e condutibilidade térmica, características que as podem tornar mais adequadas para alguns tipos de aplicações na construção. Particularmente a argamassa com 5% de mistura de frações granulométricas apresenta características que justificam o aprofundamento da sua caracterização, para otimização como argamassa a ser industrializada.

Influência do óxido de grafeno em argamassas de cal hidráulica natural

A área da Nanotecnologia tem sofrido uma grande evolução nos últimos anos, estando a esta associado o desenvolvimento de novos nanomateriais com a potencialidade de serem aplicados em áreas diversas, otimizando os respetivos produtos. Um dos nanomateriais que tem sido recentemente alvo de estudo no setor da construção é o óxido de grafeno (GO), por possuir elevada superfície específica, ser facilmente disperso em água e, em estudos efetuados, demonstrar contribuir para o aumento das propriedades mecânicas dos produtos cimentícios onde tem sido aplicado. O presente trabalho procura avaliar as vantagens da introdução do GO em materiais de construção, com o objetivo de perceber quais os contributos já detetados da aplicação deste nanomaterial no referido setor. Um outro objetivo foi o de avaliar o contributo que o GO pode ter quando aplicado em argamassas de cal hidráulica natural. Para tal procedeu-se à realização de uma campanha experimental, onde foram produzidas argamassas à base de cal hidráulica natural NHL3.5 com diferentes dosagens de GO (0,05%, 0,1%, 0,5% e 1% em função da massa da cal). O GO foi aplicado na amassadura disperso ou diretamente em pó, por forma a avaliar a influência nas características das argamassas. A utilização da NHL3.5 tem em vista colmatar uma lacuna existente no estudo do GO e, por outro lado, justifica-se por conduzir a argamassas não só compatíveis com as características de edifícios recentes, mas também aptas para aplicação como argamassas de substituição em edifícios antigos. Na campanha experimental estudaram-se as características microestruturais das argamassas, as propriedades mecânicas, o comportamento face à ação da água e o desempenho térmico. Os resultados obtidos foram pouco significativos, independentemente da forma como foi adicionado o GO. Concluiu-se que as dosagens de GO utilizadas na campanha experimental não foram as mais adequadas para avaliar a influência deste produto em argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 ou que, independentemente dessa dosagem, esta adição não é muito relevante para otimizar as características analisadas neste tipo de argamassas. No entanto, a adição de baixas dosagens de GO disperso (0,05% e 0,1%) parece conduzir a uma ligeira melhoria das características mecânicas e físicas, quando em comparação com as argamassas de referência.

Argamassas de cal hidráulica natural NHL3.5 com metacaulino – Caracterização após três anos em cura laboratorial e marítima

A presente dissertação enquadra-se num estudo que esteve inserido nos projetos FCT-METACAL e FCT-LIMECONTECH, e cujos resultados foram já parcialmente publicados por GRILO et al. (2014a e 2014b). Nesse estudo produziram-se e caraterizaram-se, aos 28, 90 e 180 dias, argamassas de cal hidráulica natural, NHL3.5 produzida em Portugal, com substituições percentuais de ligante por metacaulino (Mk). Outro fator estudado foi a influência do tipo de cura, estando as amostras das argamassas sujeitas a 3 tipos de cura diferentes: standard, marítima e húmida. Aos 180 dias de cura, as argamassas com 10% de substituição de Mk apresentaram melhorias nas resistências mecânicas e melhorias evidentes no comportamento em relação à absorção de água e secagem. No geral as características das argamassas indiciavam a sua adequação para a conservação de fachadas de edifícios antigos e aplicação na reabilitação de edifícios com suportes mais resistentes ou mesmo em construção nova. No presente estudo foram caracterizadas as mesmas argamassas, desta feita com 3 anos de idade, e avaliada a evolução das suas caraterísticas até esta idade em cura marítima e húmida. Ao contrário do previsto, as resistências mecânicas das argamassas com substituição de metacaulino tiveram reduções nos seus valores, chegando, em alguns casos, a ficar abaixo dos valores das argamassas sem Mk. Pela caracterização química e mineralógica constata-se que essa redução foi motivada pela instabilidade dos compostos pozolânicos formados pelo Mk, embora esses compostos tenham sido os responsáveis pelas elevadas resistências mecânicas registadas a idades jovens. As argamassas com Mk apresentaram um melhor comportamento à água, devido ao refinamento da sua estrutura porosa. Dos ensaios realizados apenas o índice de secagem e o ensaio de resistência aos sais revelaram resultados piores nas argamassas com Mk, quando em comparação com as argamassas de referência, só com NHL. Em relação ao tipo de cura, verificou-se não existirem grandes diferenças entre a cura húmida e a marítima.

Natural hydraulic lime (nhl3.5) mortars with scrap tire rubber

The use of wastes and industrial by-products as building materials is an important issue in order to decrease costs with waste management and the embodied energy of building products. In this study scrap tire rubber was used as additional aggregate of mortars based on natural hydraulic lime NHL 3.5 and natural sand. Different particle size fractions and proportions of scrap tire rubber were used: a mix obtained directly from industry and separated fine, medium and coarse fractions; 0 %, 18 %, 36 % and 54 % of the weight of binder, corresponding to 2.5 %, 5 % and 7.5 % of the weight of sand. As mortars based on NHL specifications became stricter with the current version of EN 459–1:2015, the influence of the rubber’s additions on the mortars’ fresh state, mechanical and physical performance is presented in this work: flow table consistency, water retention, dynamic elasticity modulus, flexural and compressive strength, open porosity and bulk density, capillary absorption, drying and thermal conductivity are studied. The use of the rubber mix coming from the waste tire industry seems advantageous and may open possibilities for use as raw material by the mortars industry.