Materiais compósitos com incorporação de cânhamo industrial

Projeto de Investigação integrado de mestrado Internacional em Sustentabilidade do Ambiente Construído

Misturas betuminosas temperadas, do tipo SMA, com incorporação de material betuminoso reciclado e fibras celulósicas : contribuição para a sua caracterização

A crescente necessidade de reabilitação de pavimentos rodoviários tem conduzido ao aumento dos materiais resultantes das intervenções e ao consumo de quantidades significativas de energia e de novos materiais. Umas das formas de reduzir o consumo de energia decorrente da execução de trabalhos de reabilitação, e consequentemente a emissão de gases poluentes associada, é a produção de Misturas Betuminosas Temperadas. Estas são produzidas a temperaturas inferiores a 140ºC, o que permite poupar energia em relação às fabricadas a quente a uma temperatura superior a 140ºC. Por outro lado, a adição de Misturas Betuminosas Recuperadas (MBR) na produção de novas misturas, em substituição de parte dos agregados naturais e do betume novo, contribui para a diminuição do consumo de novos materiais, o que constitui uma prática ambientalmente sustentável e economicamente vantajosa. Reunindo os aspetos referidos no fabrico de misturas Stone Mastic Asphalt (SMA), caracterizadas pela sua elevada durabilidade e baixo custo de manutenção ao longo do seu ciclo de vida, pode obter-se uma mistura com inúmeras vantagens do ponto de vista económico e ambiental, destacando-se a redução do consumo e do custo de matérias-primas naturais, a redução do volume de resíduos a transportar a vazadouro, a redução do consumo de energia e a redução dos custos na manutenção e reabilitação dos pavimentos. Ao longo deste trabalho, descrevem-se as diversas tecnologias usadas para produzir misturas betuminosas temperadas, caracterizam-se as misturas do tipo Stone Mastic Asphalt, e mencionam-se os aspetos mais relevantes na incorporação de MBR na produção de novas misturas. Por último, foram realizados estudos experimentais com o intuito de investigar as propriedades volumétricas e o comportamento mecânico de misturas temperadas do tipo SMA com incorporação de MBR, contribuindo para o desenvolvimento deste tipo de misturas não tradicionais, com o objetivo de promover a sua utilização futura em trabalhos de pavimentação rodoviária.

Estudo da utilização de fibras em misturas betuminosas

A presente dissertação tem como objectivo principal aprofundar os conhecimentos sobre a incorporação de fibras em misturas betuminosas, em particular, sobre as misturas do tipo Stone Mastic Asphalt (SMA). Para este tipo de mistura betuminosa existe uma norma de produto europeia, a EN 13108-5:2006. Os ensaios tipo iniciais para efeitos de certificação CE das misturas estão contemplados na norma portuguesa NP EN 13108-20:2008, onde também são estipuladas as condições de ensaio. São descritos diversos tipos de fibras passíveis de serem utilizadas no fabrico da mistura betuminosa do tipo SMA, dando especial enfoque às misturas fabricadas com fibras celulósicas, uma vez que este tipo específico de mistura é frequentemente aplicado em camada de desgaste noutros países, com reconhecidas vantagens em termos de durabilidade e desempenho do pavimento. As misturas do tipo SMA são descritas, analisando-se métodos de formulação e métodos para a sua caracterização. Posteriormente, são apresentados e discutidos os trabalhos experimentais levados a cabo para um caso concreto. Os ensaios realizados permitiram caracterizar a mistura quanto à sensibilidade à água, ao seu módulo de rigidez e resistência à deformação permanente. Conclui-se que a mistura do tipo SMA com a incorporação de fibras analisada, apresenta bom comportamento à deformação permanente e boa resistência á acção da água, comparativamente às misturas betuminosas tradicionais aplicadas em camada de desgaste.

Hélices e Espirais em Micro e Nanofibras Celulósicas

A celulose é o polímero renovável mais abundante do mundo. É conhecido pela sua excelente biocompatibilidade, propriedades térmicas e mecânicas. A celulose assim como os polipéptideos e o ADN, pertence a uma família de moléculas orgânicas que dão origem à formação de fases líquidas cristalinas (LCs) colestéricas. A Passiflora Edulis, tal como outras plantas trepadeiras, possui longas e flexíveis gavinhas que permitem à planta encontrar um suporte para se fixar. As gavinhas podem assumir a forma de espirais ou de hélices consoante sejam sustentadas por apenas uma ou por ambas as extremidades. As hélices apresentam muitas vezes duas porções helicoidais, uma esquerda e outra direita, separadas por um segmento recto denominado perversão. Este comportamento é consequência da curvatura intrínseca das gavinhas produzidas pela planta trepadeira. O mesmo comportamento pode ser observado em micro e nanofibras celulósicas fabricadas a partir de soluções líquido-cristalinas, numa escala três a quatro ordens de grandeza inferior à das gavinhas. Este facto sugere que o modelo físico utilizado tenha invariância de escala. Neste trabalho é feito o estudo de fibras e jactos que imitam as estruturas helicoidais apresentadas pelas gavinhas das plantas trepadeiras. As fibras e jactos são produzidos a partir de soluções líquidas cristalinas celulósicas. De modo a determinar as características morfológicas e estruturais, que contribuem para a curvatura das fibras, foram utilizadas técnicas de imagem por ressonância magnética (MRI), microscopia óptica com luz polarisada (MOP), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e microscopia de força atómica (AFM) . A variação da forma das estruturas helicoidais com a temperatura parece ser relevante para o fabrico de membranas não tecidas para aplicação em sensores termo-mecânicos.

Desempenho mecânico de compósitos híbridos de fibras naturais e poliéster não saturado

With the objective to promote sustainable development, the fibres found in nature in abundance, which are biodegradable, of low cost in comparison to synthetic fibres are being used in the manufacture of composites. The mechanical behavior of the curauá and pineapple leaf fibre (PALF) composites in different proportions, 25% x 75% (P1), 50% x 50% (P2) e 75% x 25% (P3) were respectively studied, being initially treated with a 2% aqueous solution of sodium hydroxide. Mechanical analyses indicated that with respect to studies of traction, for the combination of P1 and P3, better results of 22.17 MPa and 16.98 MPa, were obtained respectively, which are higher than that of the combination P2. The results of the same pattern were obtained for analysis of bending resistance where P1 is 1.21% and P3 represents 0.96%. In the case of resistance to bending, best results were obtained for the combination P1 at 49.07 MPa. However, when Young's modulus values were calculated, the values were different to the pattern of the results of other tests, where the combination P2 with the value of 4.06 GPa is greater than the other combinations. This shows that the PALF had a greater influence in relation to curauá fibre. The analysis of the results generally shows that in combinations of two vegetable fibers of cellulosic origin, the fiber which shows higher percentage (75%) is the best option than to the composition of 50%/50%. In the meantime, according to the results obtained in this study, in the case where the application should withstand bending loads, the better composition would be 50%/50%

Contributo de betões de cânhamo na regulação passiva da humidade no interior dos edifícios

Verifica-se um crescimento no interesse do uso de materiais de construção amigos do ambiente, tais como o betão de cânhamo, devido à necessidade de minimizar o impacto ambiental do sector da construção nas mudanças climáticas. O betão de cânhamo possui reduzida energia incorporada durante o processo de fabrico devido à sua composição: elevado teor de fibras de cânhamo, um ligante e água que formam uma pasta que aglutina as fibras. Este material de construção pode ser utilizado em elementos de alvenaria leves ou, geralmente, em placas de revestimento e isolamento. É muito higroscópico, podendo trazer vantagens a nível de economia energética, bem como da saúde e conforto térmico dos habitantes do espaço onde é aplicado. Apresenta-se um estudo experimental que teve como objetivo comparar a higroscopicidade de três tipos de betões de cânhamo e a correspondente capacidade de contribuírem para a regulação da humidade relativa (HR) no interior dos edifícios. Os betões diferem fundamentalmente no tipo de ligante utilizado nas suas formulações: cal aérea (PF70), cal hidráulica (Calco) e um ligante não identificado produzido pelo Grupo Parex (NL). Pretendeu-se ainda avaliar a contribuição da espessura de material nessa função de regulação passiva da HR. Provetes com distintas espessuras dos três betões foram sujeitos ao ensaio de determinação do Moiture Buffering Value (MBV), com ciclos diários de variação de HR: 8h a 75% de HR e 16h a 33% de HR em condições isotérmicas (23°C). Registou-se um bom MBV e não foi detetada uma diferença significativa na capacidade higroscópica dos diferentes betões, formulados com os distintos ligantes. A análise dos resultados, feita com o auxílio de modelos teóricos, permitiu destacar que a espessura envolvida na regulação da HR se mantém, na generalidade, limitada a 5cm em todas as formulações em estudo. Contudo, algumas irregularidades da superfície podem ter um forte impacto sobre a espessura ativa.

Influência da redução medicamentosa da pressão intra-ocular na medida da espessura da camada de fibras nervosas da retina de olhos hipertensos e glaucomatosos pela polarimetria de varredura a laser

PURPOSE: To evaluate changes in retinal nerve fiber layer thickness as measured by scanning laser polarimetry (SLP) after the use of medication to reduce intraocular pressure (IOP) in glaucomatous or ocular hypertensive patients. METHODS: The authors prospectively enrolled 37 eyes of 37 patients in whom IOP was reduced by more than 25% after the use of medication. The images were obtained before and 15 to 30 days after the introduction of medication. The SLP parameters measured before and after the use of medication were compared using paired Student's t Test. RESULTS: The mean IOP was significantly reduced from 26.57±4.23 mmHg to 16.54 ±2.92 mmHg after the use of medication (p<0.05). None of the 10 SLP analyzed parameters was significantly affected by the reduction of IOP with medication (p>0.05). CONCLUSION: The retinal nerve fiber layer thickness, as measured by SLP, is not affected by the reduction of IOP with medication in patients with glaucoma or ocular hypertension.

Influência de idade e da posição radial nas dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Objetivou-se neste trabalho avaliar a variação das dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis com quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. A amostragem do material na árvore foi feita através da coleta de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, ambas com o comprimento comercial de 3 m. De cada disco, retiraram-se cinco amostras, de dimensões 1,0 x 1,0 x 1,0 cm, tomadas de pontos eqüidistantes, correspondentes a 0; 25; 50; 75; e 100% da seção, no sentido radial medula-casca, fazendo-se a medição das fibras e dos vasos. Verificou-se, em todos os parâmetros, o efeito da idade e da variação radial, no sentido medula-casca, à exceção da largura e do diâmetro do lume das fibras; todos os demais parâmetros apresentaram correlação positiva.

Imunohistoquímica como método de estudo das fibras elásticas em prega vocal humana

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho é o de verificar a aplicabilidade do método imunohistoquímico na quantificação das diferentes formas das fibras elásticas em prega vocal humana. FORMA DE ESTUDO: coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Foram seguidos os seguintes critérios de inclusão: idade entre 25 e 40 anos, gênero masculino, cor branca, morte causada por ferimento de arma de fogo, menos de doze horas de morte, ausência de intubação traqueal e de trauma na região cervical e que, por análise microscópica, não apresentassem qualquer alteração da mucosa das pregas vocais. Por estes critérios dez pregas vocais foram obtidas e selecionou-se, aleatoriamente, uma prega vocal que pertencia a um indivíduo de 28 anos. A prega vocal foi transversalmente seccionada em nove regiões e três cortes de cada fragmento foram utilizados para a realização das colorações Verhoeff e resorcina-fuchsina de Weighert e para a realização do estudo imunohistoquímico. Realizou-se quantificação colorimétrica das fibras elásticas. RESULTADO: As camadas intermediária e profunda da prega vocal apresentam valores muito superiores aos da camada superficial, nas colorações histológicas. A quantidade de tropoelastina identificada pelos anticorpos não apresentou grandes diferenças entre os valores da camada superficial e os da camada intermediária e profunda. CONCLUSÃO: A imunohistoquímica é uma técnica que identifica, em prega vocal humana, todas as formas de fibras elásticas e que também possibilita a realização de medidas objetivas.

Análise quantitativa das fibras mielínicas dos nervos laríngeos em humanos de acordo com a idade

INTRODUÇÃO E OBJETIVO: Realizar análise morfométrica das fibras mielínicas dos nervos laríngeos com a finalidade de verificar modificações quantitativas decorrentes do processo de envelhecimento. FORMA DE ESTUDO: Clínico e experimental. Material e Método: Foi coletado fragmento de 1cm dos nervos laríngeos superiores e nervos laríngeos recorrentes de 12 cadáveres do sexo masculino. A amostra foi dividida em dois grupos: idade inferior a 60 anos (Adulto) e idade igual ou superior a 60 anos (Idoso). O material foi avaliado em microscópio de luz acoplado a sistema analisador de imagem. RESULTADOS: O número total de fibras mielínicas do nervo laríngeo superior foi semelhante nos dois grupos etários, mas com tendência para o maior número de fibras de 1µm no grupo adulto (p=0,0744). O grupo adulto apresentou maior número total de fibras mielínicas no nervo laríngeo recorrente (p=0,0006), e esta diferença ocorreu nas fibras com diâmetros de 1-3µm (p<0,007). O grupo adulto apresentou maior número total de fibras mielínicas nos nervos laríngeos (soma das fibras dos nervos laríngeos superiores e dos nervos laríngeos recorrentes) que o grupo idoso (p<0,0091). CONCLUSÃO: O número total de fibras mielínicas dos nervos laríngeos é maior no grupo com idade inferior a 60 anos.

Influência da longevidade da solução de Verhoeff na intensidade/especificidade das fibras elásticas, em material biológico de origem suína

As fibras elásticas são responsáveis pela elasticidade e flexibilidade dos tecidos. A técnica de Verhoeff é o método mais utilizado para demonstrar a presença destas fibras, corando-as de preto. A solução de Verhoeff é exclusivamente utilizada de um modo extemporâneo, no entanto, pela revisão da literatura verificou-se que a mesma poderia ter uma maior durabilidade. O presente estudo tem como principal objectivo determinar a longevidade da solução de Verhoeff. Utilizou-se material biológico de origem suína,fixado em formol neutro tamponado a 10% e incluído em parafina. Foi avaliado um total de 33 lâminas segundo critérios de intensidade e especificidade. Os resultados obtidos provam que o tempo tem influência sobre a referida solução, levando à perda de intensidade de coloração, não se tendo registado alterações significativas a nível de especificidade. Concluiu-se que a solução de Verhoeff pode não ser uma solução descartável, encontrando-se em perfeitas condições de utilização até às 48h de repouso.

Dispersão em fibras ópticas de diâmetro reduzido

O presente trabalho tem como objectivo o estudo da dispersão cromática em fibras ópticas de diâmetro reduzido (FDR). A dispersão cromática pode ser controlada efectivamente através da variação do diâmetro da fibra, dando origem a múltiplas aplicações em sensores ópticos e componentes fotónicos não lineares. Na primeira parte do trabalho são apresentados os modos de propagação convencionais, os modos LP, e os modos de propagação em fibras ópticas de diâmetro variável. De seguida são estudados alguns métodos de aproximação e interpolação polinomiais do modo fundamental HE11. È efectuado o cálculo da derivada das aproximações e interpolações obtidas de forma a concluir qual o método, que calcula com maior precisão, e com menor número de pontos a derivada. A seguir aplica-se o método no cálculo da dispersão cromática, mais precisamente, através do cálculo da 2ª derivada. Na parte final é analisada a dispersão cromática, através do cálculo da 1ª derivada de medições experimentais do atraso de grupo, efectuadas na Universidade de Aveiro, e de cálculo teóricos provenientes dos modos de propagação em fibras ópticas de diâmetro variável. O objectivo é compreender a influência da variação do comprimento, e do raio da fibra no fenómeno da dispersão cromática.

Consumo de fibras alimentares em população adulta

OBJETIVO: As fibras alimentares estão entre os principais fatores da alimentação na prevenção de doenças crônicas. Por isso, objetivou-se estimar o consumo médio diário de fibras alimentares totais, insolúveis e solúveis, nas refeições de uma população de área metropolitana. MÉTODOS: Foi estudada uma amostra da população do Município de Cotia, SP, composta por 559 indivíduos com mais de 20 anos. O consumo alimentar foi obtido pelo método de história alimentar - dieta habitual. Foram identificadas as fontes de fibras nas refeições: desjejum, almoço e jantar. Com base na porção média, os alimentos foram classificados quanto ao conteúdo de fibras como: muito alto (7 g ou mais); alto (4,5 g a 6,9 g); moderado (2,4 g a 4,4 g) e baixo (< 2,4 g). RESULTADOS: O consumo médio diário da população foi de 24 g de fibras totais, sendo as quantidades médias de fibras insolúveis 17 g e, de solúveis, 7 g. O consumo de fibras alimentares entre mulheres e homens foi, respectivamente, 20 g e 29 g (p<0,01). A maioria dos alimentos presentes na dieta continha baixo teor de fibras. O feijão foi o único alimento com alto teor de fibras na dieta habitual e, a principal fonte de fibra na alimentação. O almoço e o jantar foram as refeições que forneceram maior quantidade de fibras. CONCLUSÕES: Constatou-se baixo consumo de fibras alimentares, com diferenças estatisticamente significante entre os sexos. As práticas alimentares revelaram que a dieta é constituída por alimentos pobres em fibras alimentares.

Avaliação do desempenho de fibras óticas de plástico

A fibra ótica de plástico (POF) tem despertado um grande interesse nas comunicações de banda larga em curtas distâncias, devido à sua simplicidade de instalação, grande flexibilidade e custo reduzido. Por estas razões consiste numa boa alternativa ao cabo coaxial, de par entrelaçado ou mesmo à fibra ótica de sílica (GOF) multimodo. As POFs trabalham na região do visível do espectro eletromagnético ao contrário das GOFs que operam no infravermelho. O valor do índice de refração do núcleo de uma POF depende do tipo de material constituinte, em que o mais comum é o polimetilmetacrilato (PMMA) e o polímero de flúor (PF). O perfil do índice de refração do núcleo pode ser índice em degrau (SI) ou índice gradual (GI). Por serem constituídas por materiais poliméricos, a atenuação e dispersão do sinal é muito maior do que nas GOFs, levando a que só possam ser utilizadas em ligações de distâncias inferiores a 1 km. De forma a fazer a análise do desempenho de sistemas de comunicação ótica com POF, foi utilizado o software de simulação VPIphotonics™ com o qual se fez a parametrização dos componentes, nomeadamente a fonte ótica, a fibra e o fotodetetor. A qualidade do sinal foi analisada através de figuras de mérito como o BER, o diagrama de olho, o diagrama da constelação QAM e o EVM. Dos resultados obtidos concluiu-se que a POF Lucina™ é a que apresenta o melhor desempenho para transmissão de dados com elevados débitos binários (até 40 Gbps), devido a ser constituída por PF e ter um perfil do índice de refração do núcleo do tipo GI. Como tal, esta POF foi escolhida para se implementar na simulação de uma arquitetura DVB-c FTTH, juntamente com uma GOF monomodo, onde os sinais QAM transmitidos a partir da central do operador foram recebidos com sucesso na casa do cliente.