Análise e optimização global de uma linha de extrusão

Os objectivos principais deste estudo são a caracterização de uma das linhas de extrusão existentes na Cabelte, nomeadamente a linha de extrusão de referência EP5, composta por duas extrusoras. Pretende-se fazer a determinação de indicadores energéticos e de processo e a optimização do consumo energético, no que diz respeito à energia consumida e às perdas térmicas relativas a esta linha. Para fazer a monitorização da linha de extrusão EP5 foi colocado no quadro geral dessa linha um equipamento central de medida de forma a ser possível a sua monitorização. No entanto, para a extrusora auxiliar as medições foram efectuadas com uma pinça amperimétrica e um fasímetro. Foram também efectuados ensaios onde foi avaliada a quantidade de material transformada, para isso foi utilizado um equipamento de pesagem, doseador gravimétrico aplicado nas extrusoras. As medições de temperatura para os cálculos das perdas térmicas da extrusora principal e para a caracterização dos materiais plásticos, foram efectuadas utilizando um termómetro digital. Foram efectuados ensaios de débito às extrusoras auxiliar e principal e foi estudada a variação do factor de potência em função da rotação do fuso. Na perspectiva do utilizador final a optimização para a utilização racional de energia está na redução de encargos da factura de energia eléctrica. Essa factura não depende só da quantidade mas também do modo temporal como se utiliza essa energia, principalmente a energia eléctrica, bastante dependente do período em que é consumida. Uma metodologia diferente no planeamento da produção, contemplando o fabrico dos cabos com maior custo específico nas horas de menor custo energético, implicaria uma redução dos custos específicos de 18,7% para o horário de verão e de 20,4% para o horário de inverno. Os materiais de revestimento utilizados (PE e PVC), influenciam directamente os custos energéticos, uma vez que o polietileno (PE) apresenta sempre valores de entalpia superiores (0,317 kWh/kg e 0,281 kWh/kg)) e necessita de temperaturas de trabalho mais elevadas do que o policloreto de vinilo (PVC) (0,141 kWh/kg e 0,124 kWh/kg). O consumo específico tendencialmente diminui à medida que aumenta a rotação do fuso, até se atingir o valor de rotação óptimo, a partir do qual esta tendência se inverte. O cosφ para as duas extrusoras em estudo, aumenta sempre com o aumento de rotação do fuso. Este estudo permitiu avaliar as condições óptimas no processo de revestimento dos cabos, de forma a minimizarmos os consumos energéticos. A redução de toda a espécie de desperdícios (sobre consumos, desperdício em purgas) é uma prioridade de gestão que alia também a eficácia à eficiência, e constitui uma ferramenta fundamental para assegurar o futuro da empresa. O valor médio lido para o factor de potência (0,38) da linha EP5, valor extremamente baixo e que vem associado à energia reactiva, além do factor económico que lhe está inerente, condiciona futuras ampliações. A forma de se corrigir o factor de potência é instalando uma bateria de condensadores de 500 kVAr. Considerando o novo sistema tarifário aplicado à energia reactiva, vamos ter um ganho de 36167,4 Euro/ano e o período de retorno de investimento é de 0,37 ano (4,5 meses). Esta medida implica também uma redução anual na quantidade de CO2 emitida de 6,5%. A quantificação das perdas térmicas é importante, pois só desta forma se podem definir modos de actuação de forma a aumentar a eficiência energética. Se não existir conhecimento profundo dos processos e metodologias correctas, não podem existir soluções eficientes, logo é importante medir antes de avançar com qualquer medida de gestão.

Ligação Adesiva de Polímeros Particularmente Difíceis de Colar

As ligações adesivas têm sido cada vez mais utilizadas nos últimos anos em detrimento de outros métodos tais como a soldadura, ligações aparafusadas e ligações rebitadas. Os plásticos de Engenharia têm um papel cada vez mais preponderante na indústria, devido às suas excelentes propriedades. Neste trabalho foram considerados três polímeros diferentes, o Policloreto de Vinilo (PVC) e o Polipropileno (PP) dado o seu baixo custo e peso e a superfície quimicamente inerte e o Politetrafluoretileno (PTFE) devido às suas boas propriedades químicas e excelentes propriedades de deslizamento. No entanto, estes materiais possuem uma baixa energia de superfície e, por isso, são muito difíceis de colar com mais relevância para o PTFE. Assim, após um estudo preliminar foi escolhido, para realizar as colagens necessárias, um adesivo da Tamarron Technology “Tam Tech Adhesive”, próprio para este tipo de substratos difíceis de colar. Posteriormente foi efetuada a sua caraterização através de ensaios de provetes maciços à tração. O principal objetivo deste trabalho foi estudar juntas de sobreposição simples de materiais poliméricos difíceis de colar tais como o PTFE, PP e PVC com recurso a um adesivo que não necessitasse de preparação de superfície. Foram fabricadas juntas de sobreposição simples (JSS) segundo os métodos Lap Shear (LS) e Block Shear (BS) dos três materiais referidos anteriormente e realizados os respetivos ensaios para avaliar o comportamento mecânico das ligações adesivas. Os materiais utilizados como substratos foram também submetidos a ensaios de tração com a finalidade de obter o módulo de elasticidade e as suas propriedades de resistência. Os substratos envolvidos nas juntas adesivas não sofreram qualquer preparação especial das superfícies. Na maioria dos casos consistiu apenas numa limpeza das superfícies com álcool etílico. Contudo, para o PTFE também se experimentou a preparação por abrasão com lixa e por chama. Foi também efetuado um trabalho de simulação numérica por elementos finitos utilizando um modelo de dano coesivo triangular. As resistências ao corte obtidas são superiores em BS comparativamente a LS, exceção feita aos substratos de PTFE aonde os resultados são similares. O tratamento por chama melhorou a resistência mecânica das juntas. Verificou-se também que o modelo numérico simulou adequadamente o comportamento das juntas principalmente das LS.

Recycled asphalt mixtures produced with high percentage of different waste materials

The use of sustainable solutions in construction is not just an option, but is increasingly becoming a need of the Society. Thus, nowadays the recycling of waste materials is a growing technology that needs to be continuously improved, namely by researching new solutions for waste valorisation and by increasing the amount of wastes reused. In the paving industry, the reuse of reclaimed asphalt (RA) is becoming common practice, but needs further research work. Thus, this study aims to increase the incorporation of RA and other waste materials in the production of recycled asphalt mixtures in order to improve their mechanical, environmental and economic performance. Recycled mixtures with 50% RA were analysed in this study, including: i) RA selection, preparation and characterization; ii) incorporation of other waste materials as binder additives or modifiers, like used motor oil (UMO) and waste high density polyethylene (HDPE); iii) production of different mixtures (without additives; with UMO; with UMO and HDPE) and comparison of their performance in order to assess the main advantages of each solution. With this study it was concluded that up to 7.5 % of UMO and 4.0 % of HDPE can be used in a new modified binder for asphalt mixtures with 50 % of RA, which have excellent properties concerning the rutting with WTS = 0.02 mm/103 cycles, the fatigue resistance with ε6 = 160.4, and water sensitivity with an ITSR of 81.9 %.

Mechanical analysis of asphalt mixtures produced with waste plastic modified binders

This work compares the viscoelastic properties of an asphalt binder (70/100 pen) modified with different waste plastics and the mechanical properties of the resultant asphalt mixtures. Two different plastic wastes were used, namely recycled HDPE and EVA. Three different polymer modified binders were produced with these plastic wastes: i) 5% HDPE modified binder (P5); ii) 5% EVA modified binder (E5) and; iii) a modified binder with 4% of EVA and 2% HDPE (E4P2). Asphalt mixtures were produced with these modified binders, and their mechanical properties were analysed and compared with a conventional mixture produced with a 30/50 pen bitumen. It was possible to conclude that these recycled polymers are able to improve the mechanical performance of the asphalt mixtures used in road paving.

Desenvolvimento de um sistema fibroso multicamada para reabilitação de edifícios

Dissertação de mestrado Internacional em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Estudo de betumes modificados recuperados de misturas produzidas pelo método húmido e pelo método seco

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Utilização de um eletrodo de grafite-epóxi recoberto com [Zn(FEN)3][tetratris(4-clorofenil) borato]2 sensível a zinco(II) em meio 1,10-fenantrolina como eletrodo indicador em titulações potenciométricas de precipitação

The construction and analytical evaluation of a coated graphite-epoxy electrode sensitive to the zinc-1,10-phenantroline complex based on the [Zn(fen)3][tetrakis(4-chlorophenyl)borate]2 incorporated into a poly(vinylchloride) (PVC) matrix are described. A thin membrane film of this ion-pair, dibutylphthalate (DBPh) and PVC were deposited directly onto an electrically conductive graphite-epoxy support located inside a Perspex® tube. The best PVC polymeric membrane contains 65% (m/m) DBPh, 30% (m/m) PVC and 5% (m/m) of the ion-pair. This electrode shows a response of 19.5 mV dec-1 over the zinc(II) concentration range of 1.0 x 10-5 to 1.0 x 10-3 mol L-1 in 1,10-phenantroline medium, at pH 6.0. The response time was less than 20 seconds and the lifetime of this electrode was more than four months (over 1200 determinations by each polymeric membrane). It was successfully used as an indicator electrode in the potentiometric precipitation titration of zinc(II) ions.

Considerações sobre o preparo de amostras contendo micropoluentes estrogênicos

In this work, the materials used in the recovery of estrogens from aqueous matrices by filtration and solid phase extraction were evaluated. The results showed that glass-fiber filters allow a recovery and repeatability compatible with this type of analysis, whereas cellulose esters lead to significant losses of the analytes, mainly due to adsorption processes. On the other hand, the transferring of the sample to the extraction cartridges should be carried out with glass or Teflon tubing, since the adsorption observed with other polymeric materials (eg. silicone, Tygon, polyethylene and PVC) dramatically reduces the recovery and repeatability of the extraction process.

Effects of nutrient impoverishment on phytoplankton biomass: a mesocosms experimental approach in a shallow eutrophic reservoir (Garças Pond), São Paulo, southeast Brazil

Nutrient impoverishment in mesocosms was carried out in a shallow eutrophic reservoir aiming to evaluate the nutrient removal technique as a method for eutrophication reduction. Garças Pond is located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga Biological Reserve situated in the southeast region of the municipality of São Paulo. Three different treatments were designed, each consisting of two enclosures containing 360 liters of water each. Mesocosms were made of polyethylene bags and PVC pipes, and were attached to the lake bottom. Treatment dilutions followed Carlson's trophic state index modified by Toledo and collaborators, constituting the oligotrophic, mesotrophic, and eutrophic treatments. Ten abiotic and 9 biological samplings were carried out simultaneously. Trophic states previously calculated for the treatments were kept unaltered during the entire experiment period, except for the mesotrophic mesocosms in which TP reached oligotrophic concentrations on the 31st day of the experiment. In all three treatments a reduction of DO was observed during the study period. At the same time, NH4+ and free CO2 rose, indicating decomposition within the enclosures. Nutrient impoverishment caused P limitation in all three treatments during most of the experiment period. Reduction of algal density, chlorophyll a, and phaeophytin was observed in all treatments. Competition for nutrients led to changes in phytoplankton composition. Once isolated and diluted, the mesocosms' trophic state did not change. This led to the conclusion that isolation of the allochthonous sources of nutrients is the first step for the recovery of the Garças Pond.

Rice husk ash – A valuable reinforcement for high density polyethylene

This paper presents the results of a study on the use of rice husk ash (RHA) for property modification of high density polyethylene (HDPE). Rice husk is a waste product of the rice processing industry. It is used widely as a fuel which results in large quantities of RHA. Here, the characterization of RHA has been done with the help of X-ray diffraction (XRD), Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICPAES), light scattering based particle size analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Scanning Electron Microscope (SEM). Most reports suggest that RHA when blended directly with polymers without polar groups does not improve the properties of the polymer substantially. In this study RHA is blended with HDPE in the presence of a compatibilizer. The compatibilized HDPE-RHA blend has a tensile strength about 18% higher than that of virgin HDPE. The elongation-at-break is also higher for the compatibilized blend. TGA studies reveal that uncompatibilized as well as compatibilized HDPERHA composites have excellent thermal stability. The results prove that RHA is a valuable reinforcing material for HDPE and the environmental pollution arising from RHA can be eliminated in a profitable way by this technique.

Use of modified atmosphere to extend shelf life of fresh-cut carambola (Averrhoa carambola L. cv. Fwang Tung)

Fresh-cut fruit products, including carambola (Averrhoa carambola L.), have limited marketability due to cut surface browning attributed to phenolic compound oxidation by enzymes, such as polyphenol oxidase (PPO). The objective of this study was to evaluate postharvest changes in carambola slices in three different packages. Carambola fruit (cv. Fwang Tung) were picked from the Estacao Experimental de Citricultura de Bebedouro orchard at the mature-green stage. The fruit were washed, dipped in NaOCl solution (200 mg L-1 for 5 min), stored overnight at 10 degrees C, then manually sliced into pieces of approximately 1 cm. The slices were rinsed with NaOCl solution at 20 mg L-1, drained for 3 min, and packaged in polyethylene terephthalate (PET) trays (Neoform (R) N94); polystyrene trays covered with PVC 0.017 turn (Vitafilm (R), Goodyear); and vacuum seated polyolefin bags (PLO, Cryovac (R) PD900). The packages were stored at 6.8 degrees C and 90% RH for 12 d, with samples taken every 4 d. PET trays and PVC film did not significantly modify the internal atmosphere and the high water permeability of PVC led to more rapid slice desiccation. PPO activity was lower when the slices were packaged in PLO vacuum sealed bags, which reduced degreening and led to better appearance maintenance for up to 12 d. (R) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Conservação pós-colheita de abacaxi 'Pérola' colhido no estádio de maturação pintado associando-se refrigeração e atmosfera modificada

Estudou-se a manutenção da qualidade do abacaxi 'Pérola', utilizando-se de refrigeração e atmosfera modificada. Os frutos foram armazenados em ambiente com controle de temperatura a 8ºC e 90%UR, durante 17 dias, quando foram transferidos para condição de ambiente (25ºC, 75-80%UR). Eles foram avaliados na recepção, caracterizando-os, após 5; 9; 13 e 17 dias sob refrigeração, e depois de transferidos para as condições de ambiente, aos 21; 25 e 29 dias. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial (6 x 8), tendo-se seis tratamentos (testemunha, duas ceras e três filmes plásticos) e oito épocas de avaliação. Os frutos foram avaliados quanto à coloração, ocorrência de podridões e de escurecimento interno, e a polpa avaliada quanto ao pH e aos teores de sólidos solúveis totais (SST), acidez total titulável (ATT), ácido ascórbico e açúcares solúveis, totais e redutores. Durante o armazenamento, observaram-se o amarelecimento dos frutos, o aumento no pH, na relação SST/ATT, e nos teores de açúcares solúveis, totais e redutores, que foram maiores após a transferência dos frutos para o ambiente. Os sintomas de injúria por chilling aumentaram com o tempo de armazenamento. Os tratamentos que modificam a atmosfera (embalagens e ceras) não influenciam significativamente nos principais atributos de qualidade do abacaxi 'Pérola', mas o uso de embalagem com PEBD e PVC atrasou o aparecimento de sintomas de escurecimento interno após a transferência dos frutos para a condição ambiente. Os frutos sem embalagem e os tratados com cera mostraram-se mais sensíveis à injúria por chilling, que se manifestou aos quatro dias após a remoção para o ambiente. A embalagem em PEBD e PVC retardou o aparecimento dos primeiros sintomas, em quatro dias.

Utilização de um eletrodo de grafite-epóxi recoberto com [Zn(FEN)3][tetratris(4-clorofenil) borato]2 sensível a zinco(II) em meio 1,10-fenantrolina como eletrodo indicador em titulações potenciométricas de precipitação

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência do tipo de coleta (comum ou seletiva) na reciclagem de filmes de poliolefinas pós-consumo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Use of modified atmosphere to extend shelf life of fresh-cut carambola (Averrhoa carambola L. cv. Fwang Tung)

Fresh-cut fruit products, including carambola (Averrhoa carambola L.) have limited marketability due to cut surface browning attributed to oxidation of phenolic compounds by enzymes such as polyphenol oxidase (PPO). The objective of this study was to evaluate postharvest changes of carambola slices in three different packagings. Carambola fruit (cv. Fwang Tung) were picked from the orchard of Estação Experimental de Citricultura de Bebedouro at mature-green stage. Fruit were washed, dipped in NaOCl solution (200 mg.L -1 for 5 minutes), and stored overnight at 10°C. Fruit were manually sliced into pieces of approximately 1 cm. Slices were rinsed with NaOCl solution at 20 mg.L-1, drained for 3 minutes, and packaged in polyethylene terephthalate (PET) trays (Neoform N94); polystyrene trays covered with PVC 0.017 mm (Vitafilm - Goodyear); and vacuum sealed polyolefin bags (PLO, Cryovac PD900). The packages were stored at 6.8°C and 90%RH for 12 days and samples taken every 4 days. PET trays and PVC film did not significantly modify internal atmosphere and the high water permeability of PVC led to more rapid slice desiccation. PPO activity was lower when slices were packaged in PLO vacuum sealed bags, which reduced discolouration and led to better appearance maintenance for up to 12 days.