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ESTiG - Dissertações de Mestrado Alunos

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http://hdl.handle.net/10198/6772

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  • Estudo numérico do comportamento térmico e mecânico de estruturas em madeira
    Publication . Barreira, Luísa; Fonseca, E.M.M.
    Os materiais em madeira apresentam uma utilização recente em aplicações estruturais. Para o cumprimento das normas de segurança, este tipo de elementos devem possuir resistência mecânica suficiente para garantir as condições de projecto. A madeira é um material natural e é sujeito a constantes alterações. A grande vulnerabilidade da madeira, em situação de acidente, requer uma avaliação térmica e mecânica rigorosa, bem como a sua determinação. A combustão e os fenómenos químicos que ocorrem na madeira durante uma situação de incêndio, conduzem a um estudo de um caso complexo. Quando estruturas em madeira são expostas a altas temperaturas é formada uma camada superficial de carvão que perde as suas características, mas actua como um isolante, impedindo a propagação do calor para o interior da secção. Neste trabalho é apresentado um modelo numérico térmico não linear para o cálculo da espessura da camada carbonizada e velocidade de carbonização das espécies de pinheiro e cedro vermelho, utilizando o método dos elementos finitos. Os resultados obtidos são comparados com os valores simplificados do Eurocódigo 5 (EC5) e com valores obtidos analiticamente por outros autores. É apresentado um método experimental para determinação da camada carbonizada na madeira sendo os resultados comparados com o modelo numérico. Apresenta-se ainda uma metodologia de cálculo simplificado para a determinação do campo de tensões em elementos estruturais de madeira submetidos a altas temperaturas, baseado na determinação da secção resistente do elemento. Este modelo analítico é comparado com os resultados numéricos obtidos através de uma análise por elementos finitos com base num modelo térmico e mecânico, utilizando as propriedades ortotrópicas do material. Timber materials present a new use for structural applications. In compliance with the safety rules, this type of elements should have sufficient mechanical resistance to guarantee the design functions. Timber is a natural material and is subject to constantly changing influences. The high timber vulnerability, due accidental situation, requires the rigour of the thermal and mechanical assessment and their determination. During an accidental situation, the combustion and the chemical phenomena developed in this type of material are a complex study issue. When timber structures are exposed to high temperatures, the burned wood is transformed in a char layer, which loses all strength, and insulates the core of the element. This work presents a thermal non-linear numerical model, for calculating the char layer thickness and charring rate of the pine and white cedar, using the finite element method. The results are compared with the simplified values according to the Eurocode 5 (EC5), and analytical values from others authors. Is presented an experimental method for the charring rate determination and the results are compared with the numerical method. Is also presented a simplified method, for determining the stresses field in structural timber components, when submitted to high temperatures, based on effective cross-section determination. This analytical model is compared with the numerical results from the finite elements, based in the thermal and mechanical analysis, using orthotropic material properties.
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  • Concepção, construção e estudo de uma unidade de demonstração de demonstração de escoamento variável sob pressão : aríete hidráulico
    Publication . Lavoura, Nuno Sucena; Garcia, Valdemar
    Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre um dispositivo de bombagem o aríete hidráulico, também conhecido vulgarmente por carneiro hidráulico, sendo a parte experimental constituída por três fases, concepção, construção e montagem de um carneiro hidráulico. Tendo como base a construção de uma unidade didáctica do carneiro hidráulico, este foi desenvolvido em acrílico. A escolha deste material foi efectuada de modo a permitir a total visualização do funcionamento do equipamento. No laboratório realizou-se a construção do mesmo, na qual se produziu um corpo principal adaptável a variáveis tais como, dimensão da câmara de ar, diâmetro das tubagens, comprimento das tubagens, aplicação de outro tipo de material Aço Inox, e a variação do ângulo (ângulo efectuado entre a tubagem de alimentação e a horizontal). Posteriormente realizaram-se um conjunto de experiências, para a cota de elevação com 4.7 m. As experiências tinham como objectivo analisar a influência de variáveis como, o curso da válvula de desperdício que alternou de 2.5 a 11 mm, as cotas de alimentação (h) de 2, 2.5 e de 3 m, os caudais de alimentação (Qh), entrega (QH) e desperdício (QD), com ângulos de 40º e 60º e tubagem de 25 e 30 mm. Os resultados obtidos tinham como finalidade explorar o desempenho e o rendimento desta máquina para diferentes operações. On this paper work it'll be done an experimental study about the hydraulic ram pump, on which the experimental part is constituted on three phases, conception, construction and assembly of the teaching unity of experimental demonstration. Based on the construction of a teaching unit of the ram, this was done in acrylic. The choice of this material was made to allow a full view of the operation of equipment. On the laboratory there was the construction of itself, on which it was produced a main body adaptable to variables such as, air chamber dimension, diameter of the pipe, length of pipe, use of another type of material (Inox Steel, PVC), angle of feeding and several gaps. Afterwards, it took place rehearsals to analyze the possible influences of each alteration performed on the ram. These rehearsals were made with a quota of feeding of 2 m, 2.5 m and 3 m, in other words, between each rehearsal there is a difference of 0.5m of high. After it the results were analyzed and discussed. Therefore we analyzed that the hydraulic ram can be employed by rural producers, in regions where the access conventional energy network is limited
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  • Equilíbrio de Fases em Sistemas de Biocombustíveis
    Publication . Rosado, Ana Filipa Soares; Ferreira, Olga
    O principal objectivo deste trabalho é a aplicação do modelo A-UNIFAC na previsão do equilíbrio de fases de misturas binárias e ternárias importantes para o projecto e optimização de processos de biorefinarias. Para isso, foram seleccionados alguns sistemas modelo contendo água, álcoois, alcanos, aromáticos e/ou ésteres. Numa primeira fase, efectuaram-se previsões utilizando as tabelas de parâmetros já disponíveis na literatura. Posteriormente, levou-se a cabo uma optimização dos parâmetros do modelo de forma a melhorar a descrição dos sistemas em estudo. Os parâmetros de auto-associação dos grupos associativos álcool e água foram calculados recorrendo a dados espectroscópicos disponíveis na literatura relativos à fracção de monómero do composto associativo. A energia de associação cruzada entre dois grupos associativos foi estimada como sendo a média aritmética das energias de auto-associação. No caso do volume de associação entre os grupos associativos OH e H2O, aplicou-se a média geométrica e, nas restantes situações, este parâmetro foi ajustado em conjunto com os parâmetros residuais. Relativamente aos sistemas contendo água, etanol e hidrocarbonetos, foi necessário recalcular os parâmetros residuais incluindo na base de dados de optimização não só dados de equilíbrio líquido-vapor e coeficientes de actividade a diluição infinita γ ∞ , mas também dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) de misturas binárias e ternárias. Para estes sistemas obtiveramse resultados satisfatórios. Adicionalmente, foram recalculados os parâmetros residuais relativos aos sistemas de ésteres em água ou álcoois. Obtiveram-se boas previsões do ELL de ésteres e água e γ ∞ de ésteres e etanol. The main purpose of this work is the application of the A-UNIFAC model to the prediction of phase equilibria of binary and ternary mixtures of interest in the design and operation of biorefineries. A few model systems containing water, alcohols, alkanes, aromatics and/or esters were selected. First, predictions were made using the original parameters already available in the literature. Then, in order to improve the correlation of the systems under study, new parameters were calculated The self-association parameters of water and alcohol associating groups were obtained by using spectroscopic data available in the literature concerning the monomer fraction of associating compounds. The cross association energy between two associating groups was estimated using the arithmetic rule of the self-association energies. For the association volume, the geometric rule was applied for the associating groups OH e H2O and, for the remaining cases, this parameter was fitted simultaneously with the residual parameters. Relatively to the systems containing water, ethanol and hydrocarbons, it was necessary to recalculate the residual parameters by including in the optimization database not only vapourliquid equilibria and infinite dilution activity coefficientsγ ∞ , but also binary and ternary liquidliquid equilibria data (LLE). For these systems, satisfactory results were obtained. Additionally, residual parameters were recalculated in order to describe systems containing esters and water or alcohols. Good predictions were obtained for LLE of esters and water and γ ∞ of ethanol and esters.
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  • Aminoácidos em solução aquosa contendo electrólitos
    Publication . Fernandes, Isa Cristiana Moreira; Pinho, Simão
    Recentemente tem aumentado o interesse pelo conhecimento de propriedades termodinâmicas de soluções aquosas contendo aminoácidos e electrólitos. Neste trabalho mediu-se os valores experimentais da actividade da água em soluções aquosas contendo Glicina, ou DL-Alanina ou L-Serina, com sulfato de amónio a diferentes molalidades, a 298.15 K. Optou-se pelo método higrométrico para determinar a actividade da água usando o aparelho LabMASTER- w a da Novasina (com uma câmara controlada e uma precisão de ±0,001). Os valores de actividade da água foram utilizados para testar três metodologias teóricas diferentes: o modelo de Zdanovskii-Stokes-Robinson (ZSR), e sua a extensão, e a aproximação de Clegg-Seinfeld- Brimblecombe (CSB), comparando-as entre elas e com os valores obtidos experimentalmente. Determinaram-se os erros médios globais para os modelos de Zdanovskii-Stokes-Robinson, e sua extensão, e para o modelo de Clegg-Seinfeld-Brimblecombe, sendo 4.08%, 1.18% e 2.17%, respectivamente os valores obtidos. Usando apenas dois parâmetros ajustáveis, a extensão do modelo ZSR demonstrou melhores resultados na descrição da actividade da água neste tipo de sistemas. Recently the interest in knowledge of thermodynamic properties of aqueous amino acids solutions containing electrolytes has increased dramatically. In this work water activity ( ) w a in Glycine, DL-Alanine and L-Serine aqueous systems with ammonium sulfate, at 298.15 K, was measured. The LabMASTER- w a water activity instrument (with a controlled chamber and with an accuracy of ±0.001) was used to perform the measurements. The new experimental data was used to test three different theoretical approaches, the Zdanovskii- Stokes-Robinson (ZSR) its extension and the Clegg-Seinfeld-Brimblecombe (CSB) method, comparing them among themselves and with the new experimental data. The global mean deviation was estimated for each approach, the Zdanovskii-Stokes-Robinson (ZSR), its extension, and Clegg-Seinfeld-Brimblecombe (CSB) method, the values are 4.08%, 1.18% and 2.17%, respectively. Using only two adjustable parameters, the extension of ZSR model has shown better results in the description of water activity in these systems.
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  • Desenvolvimento e construção dum sistema interferométrico Shear baseado da shearography speckle para medição de deformações no plano
    Publication . Geraldes, Simão Manuel Morais; Ribeiro, J.E.
    O trabalho aqui apresentado consistiu no desenvolvimento, fabrico e montagem de um sistema de sherografia speckle. Com base na configuração do interferómetro de Michelson desenvolveu-se um sistema de sherogafia portátil, compacto e menos sensível a interferências externas. Para isso, foi necessário dimensionar o tamanho do sistema e os componentes ópticos adequados. Após isto, desenvolveram-se elementos de suporte para fixar os componentes ópticos utilizados. Após a fase do desenvolvimento do sistema fez-se o fabrico dos elementos projectados para a montagem do sistema Shear. Para isso, fez-se a modelação tridimensional, a simulação da maquinagem e geração do código CNC num sistema de CAM e a maquinagem numa fresadora de comando numérico. Fixaram-se os componentes ópticos nos elementos de suporte fabricados e fez-se a montagem do sistema. Posteriormente executou-se a sua calibração. Foi implementado o ensaio experimental de uma viga em consola, utilizando dois materiais com características mecânicas diferentes, alumínio e madeira. Foi aplicado um deslocamento na extremidade livre da viga, sendo esta duplamente iluminada com feixes laser. Para cada feixe em separado, foram captadas quatro imagens de referência (antes da aplicação do deslocamento) e quatro após a deformação. Cada grupo de quatro imagens tem um salto de fase π/2. Para avaliar os resultados obtidos experimentalmente implementaram-se um conjunto de simulações numéricas recorrendo a um programa de elementos finitos. Comparando os resultados verificou-se que há uma boa concordância entre os resultados obtidos com a medição experimental utilizando o sistema Shear e os determinados numericamente. No final deste trabalho foram propostas algumas sugestões para a melhoria deste sistema. The present work shows the development, manufacturing and assembly of a speckle shearography system. The shearography system was developed based on Michelson interferometer configuration. This system has some important advantages: it is portable, compact and less sensitive to external interferences. It was needed dimensioning the system size and the optical components. After this, were developed support elements to settle the used optical components. After the development stage, the design elements were manufactured and, later, the Shear system was assembled. It was made the three-dimensional modulation, the machining simulation and the CNC code generation were obtained in CAM software. The machining of elements was made in a numerical control milling machine. The optical components were fixed on the manufactured support elements and it was executed the assembly of shearography system. Later, this system was calibrated. An experimental test was implemented, choosing a free-restrain beam test and using two materials with different mechanical characteristics, aluminum and wood. It was applied a displacement value on the free edge of beam, which was doubly illuminated by lasers beams. Four reference images were recorded (before the application of the displacement) and four after the deformation, for each laser beam. Each group of four images has a phase shifting of π/2. For evaluate the obtained experimental results, were implemented numerical simulations using a finite elements software. In the results comparison was verified that there is a good agreement among the results obtained with the experimental measurement using the Shear system and the numerically computed. In the end of this work, were proposed some suggestions for the improvement of this system.
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  • Síntese controlada por nitróxidos de copolímeros estireno/divinilbenzeno
    Publication . Gonçalves, Miguel A.D.; Dias, Rolando
    Com base na descoberta das técnicas de polimerização radicalares controladas, feita no início dos anos noventa, têm sido ultimamente investigadas diversas possibilidades de produzir polímeros com arquitecturas moleculares complexas e pré-definidas. No presente trabalho, estes princípios foram aplicados na investigação experimental da copolimerização de Estireno (S) com Divinilbenzeno (DVB) mediada por nitróxidos (NMRP), em solução de Xileno e à temperatura de 130 °C. As propriedades dos produtos sintetizados foram medidas por cromatografia de exclusão de tamanhos (SEC) com detecção do índice de refracção (RI) e dispersão multi-ângulo da luz (MALLS). Foram também realizados estudos teóricos relativos à copolimerização radicalar S/DVB controlada por TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxy), nomeadamente no que diz respeito aos esquemas e parâmetros cinéticos envolvidos. Obtiveram-se resultados laboratoriais relativos à copolimerização convencional S/DVB a 60 °C iniciada por AIBN que mostraram a necessidade de aumentar a temperatura para a gama de 120 a 140 °C nas copolimerizações controladas por TEMPO. O programa experimental realizado no âmbito NMRP incluiu a variação da fracção molar de DVB entre 0 e 4.23% e a razão molar inicial TEMPO/AIBN entre 0 e 2. Concluiu-se que é possível controlar a polidispersão dos polímeros lineares através da implementação de técnicas de polimerização controladas e que esta técnica é também de grande utilidade na manipulação da arquitectura molecular de polímeros não lineares. Os estudos realizados constituem uma contribuição para estabelecer linhas gerais de síntese de polímeros não lineares com arquitectura molecular controlada, que em geral apresentam aplicações importantes nas áreas da Biomedicina, Ambiente ou Indústria Farmacêutica. Since the discovery of controlled radical polymerization (CRP) in the early nineties, an ever increasing activity has been focused on the production of polymers with narrow molecular weight distributions and welldefined architectures. This work describes an experimental research on the nitroxide-mediated radical polymerization (NMRP) of Styrene (S) and Divinylbenzene (DVB) in Xylene (X) solution at 130 °C, using the stable radical TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidinyl-1-oxy) as mediator and AIBN (azobisisobutyronitrile) as initiator. Measurements of absolute molecular weights and z-average radius of gyration of the produced copolymers have been performed using a SEC system with coupled refractive index (RI) and multi-angle laser light scattering (MALLS) detectors. Theoretical studies comprising the kinetic schemes correspondent to the homopolymerization of Styrene and copolymerization of S/DVB are also here presented. In a first stage were obtained experimental results concerning the conventional copolymerization of Styrene with Divinylbenzene at 60 °C initiated by AIBN (azobisisobutyronitrile). These studies showed the need of increasing the temperature for the range of 120-140 °C in the NMRP experiments. The experimental program performed with NMRP polymerization system includes the variation of the mole fraction of DVB from 0 up to 4.23% and the molar ratio TEMPO/AIBN was changed between 0 and 2. It was conclude that is possible to produce linear polymers with narrow molecular weight distributions and to control the molecular architecture of non-linear polymers by using the NMRP technique. These results can be important in the production of polymers with applications in different areas like biomedicine, environment protection and pharmaceutical industry.
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  • Produção de biodiesel por via catalítica e indução de microondas
    Publication . Oliveira, Pedro Tiago de Jesus; Dall'Oglio, Evandro Luiz; Gomes, Helder
    Este trabalho realizou-se no âmbito protocolar entre a U.F.M.T. e o I.P.B., tendo-se estudado a viabilidade da produção de biodiesel de óleo de fritura por acção de microondas, processos de purificação desse biodiesel com diatomita, sílica e carvão activado para obtenção da cor e acidez imposta pelas normas internacionais, e a produção de biodiesel por catálise heterogénea. Na produção de biodiesel de óleo de fritura com microondas obteve-se uma conversão perto dos 91% com um tempo reaccional de irradiação de 390 segundos, tendo sido a sua conversão determinada por espectroscopia RMN 1H. Nos testes de purificação determinou-se que a sílica é uma boa solução para a remoção de compostos ácidos em relação à diatomita, devido ao seu tempo de escoamento. O carvão activo é também uma boa solução para o clareamento do biodiesel, no entanto apresenta alguns problemas se for adicionado na sílica ou se não tiver um bom sistema de separação do biodiesel filtrado. A sílica para além de ser utilizada para a remoção de compostos ácidos do biodiesel, pode também ser utilizada para concentrar ácidos gordos de modo a serem esterificados em biodiesel. Os testes com catalisadores heterogéneos visaram a utilização de catalisadores que ainda não tivessem sido estudados na produção de biodiesel com indução de microondas, tendo-se determinado que K2CO3/Al2O3 é melhor que o CaO, uma vez que apresentou uma conversão de 98% e baixa quantidade de sabão em relação ao CaO. This work was made under the protocol between U.F.M.T. and I.P.B., it was studied the viability of producing biodiesel from frying oil with microwaves induction, then it was studied the processes of purification that biodiesel with diatomite, silica and activated carbon to obtain the color and acidity imposed by international standards laws, finally it was study the production of biodiesel by heterogeneous catalysis. The biodiesel produced with frying oil with microwave induction obtained a conversion close to 91% with a reaction time of irradiation of 390 seconds, determined by 1H NMR spectroscopy. In the tests of purification with silica, diatomite and coal, it was determined that the silica is a good solution for the removal of acidic components in relation to diatomite, due to their disposal time, and the activated carbon is a good solution for the clearance of biodiesel, however presents some problems if you add in silica, or else have a good system of separation of biodiesel filtered. The silica used to remove acidic components of biodiesel can be also used to concentrate fatty acids in order to send them to the production of biodiesel. The tests with heterogeneous catalysts concerned the use of catalytic which had not been used in the production of biodiesel with the induction of microwave and it was determined that K2CO3/Al2O3 is better than the CaO for the production of biodiesel with the induction of microwave, because it had a conversion of 98% and low amount of soap in relation to the CaO.
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  • Produção de biodiesel por catálise heterogénea
    Publication . Sampaio, Maria; Gomes, Helder
    Devido à limitada disponibilidade de novas reservas petrolíferas e ao consequente aumento dos preços do petróleo na última década, a procura de biocombustíveis tem vindo a ser alvo de intensa investigação. O biodiesel parece ser o melhor candidato a substituto do diesel convencional, uma vez que é ambientalmente sustentável e facilmente produzido por transesterificação de triglicéridos com metanol, usando catalisadores homogéneos alcalinos ou ácidos. Para ultrapassar as desvantagens inerentes à utilização da catálise homogénea, nomeadamente, a neutralização do catalisador e sua separação do produto final, nos últimos anos, tem vindo a ser propostos sistemas catalíticos heterogéneos. Os catalisadores heterogéneos surgem como uma alternativa desejável para optimizar a síntese de biodiesel. Neste contexto, este trabalho teve como objectivo o estudo da performance de catalisadores sólidos com características ácidas. Foram testados diferentes materiais na reacção de transesterificação do triacetato de glicerol (triglicérido modelo), nomeadamente, resinas contendo grupos sulfónicos (Amberlyst-15 e Nafion SAC-13) e carvões activados com diferentes químicas superficiais. A reacção realizou-se num reactor batch, definindo-se como condições padrão, uma temperatura de 323 K, uma razão molar triacetato de glicerol:metanol de 1:6 e uma concentração de catalisador sólido de 20 g/L. Os catalisadores Amberlyst-15 e Nafion SAC-13 apresentaram uma elevada actividade na reacção de transesterificação, similar à obtida usando H2SO4. No entanto, comparado com o NaOH, a sua actividade é bastante inferior. Os carvões activados, sem tratamento específico para aumentar a sua acidez superficial, revelaram-se completamente inactivos nas condições padrão empregues. As variáveis pertinentes do processo foram estudadas utilizando a resina Amberlyst-15 como catalisador. A presença de grupos ácidos -SO3H, o baixo valor de PZC (ponto de carga zero) e a elevada concentração de centros activos ácidos parece ser determinante na eficiência catalítica da Amberlyst-15. Com o objectivo de introduzir grupos ácidos na superfície dos materiais de carvão testados, procedeu-se ao seu tratamento com H2SO4 e HNO3. Após o tratamento, verificou-se que os carvões se tornam activos para a produção de biodiesel, contudo com baixa actividade, quando comparada com a actividade apresentada pela Amberlyst-15. Because of the restricted availability of new petroleum reserves and the consequent crude´s rise in price in the last decade the search of green fuels has been subject of intense research. Currently, biodiesel seems to be the best candidate to substitute candidate of conventional diesel, since it is environmentally sustainable and easily produced by transesterification of triglycerides with methanol, using homogeneous alkali or acid catalysts. In order to overcome the problems presented by homogeneous catalytic systems, namely the need for catalyst neutralization and their separation from the final product, in the last years heterogeneous catalysts have been suggested. Heterogeneous catalysts are desired alternatives to optimize the biodiesel synthesis. In this context, the purpose of this work was to investigate the performance of solid acid catalysts. Different materials were tested in the transesterification of glycerol triacetate (triglycerides model) namely resins containing sulfonic acid groups (Amberlyst-15 and Nafion SAC-13) and activated carbon with different superficial chemistry. The screening reaction runs were carried out at 323 K in a batch reactor, with a glycerol triacetate molar:methanol ratio of 1:6 and a solid catalysts concentration of 2 g/L. The Amberlyst-15 and Nafion SAC-13 catalysts showed a high activity in the transesterification reaction, similar to the H2SO4 one. Never the less, when compared with NaOH, its activity is low. The activated carbons without specific treatment in order to rise its superficial acidity, showed to be completely inactive in the applied conditions. The process conditions have been studied using the Amberlyst-15 resin as catalyst. The presence of acid groups -SO3H, a low PZC (point of zero charge) and the high concentration of active acid sites seems to be determinate to the observed catalytic efficiency of Amberlyst-15. Accordingly, in order to introduce acid groups at the carbon materials surface, they were treated with H2SO4 and HNO3. After the treatment, it was verified that the activated carbons present activity, although low, when compared with of Amberlyst-15.
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  • Estudo da incorporação de estearatos em tintas de forma a aumentar a sua impermeabilidade à água.
    Publication . Matos, Marina da Conceição da Silva; Pinho, Simão
    Este projecto de carácter profissional teve como principal finalidade o estudo da incorporação de Estearatos (A e B) em tintas de forma a aumentar a impermeabilidade à água. Foram seleccionadas duas tintas para a realização do estudo, as Tintas 1 e 2. Reproduziram-se várias formulações das duas tintas com a incorporação dos dois Estearatos em diferentes percentagens e ainda a formulação das tintas originais, procedendo-se posteriormente à realização de vários testes para análise de possíveis melhorias das características das tintas. No caso da Tinta 1 foi seleccionada a base transparente (tinta formulada sem titânio de forma a produzir as cores mais escuras), visto que esta possui um mau comportamento em exsudações (escorridos provocados pela presença de vapor de água). No caso da Tinta 2 foram seleccionadas as bases média e pastel (tinta formulada com quantidades, média e elevada de titânio de forma a produzir as cores mais claras), por possuírem uma baixa impermeabilidade à água.This project, of professional character, took as a principal finality the study of the incorporation of Estearatos (A and B) in paints in order to increase the imperviousness to water. Two paints were selected for the realization of the study, the Paints 1 and 2. Several formulations of two paints were developed with the incorporation of the two Estearatos in different percentages and still the formulation on the original paints, proceeding subsequently to the realization of several tests for analysis of possible improvements of the characteristics of the paints. In case of the Paint 1 the transparent base was selected (paint formulated without titanium to produce the darkest colors), since this one has a bad behavior in exudations (drained provoked by the presence of steam). In case of the Paint 2 the middle and pastel bases were selected (paint formulated with quantities, middle and lifted up of titanium of form to produce the clearest colors), because of showing a low imperviousness to the water.
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  • Estudo de tintas intumescentes na protecção de elementos estruturais em condições de incêndio
    Publication . Pinto, Tiago Manuel Carvalho Gomes; Piloto, P.A.G.
    Para satisfazer as exigências regulamentares estruturais de segurança contra incêndios, as estruturas metálicas podem utilizar mecanismos de protecção passiva (utilização de tintas intumescentes). Trata-se de um material reactivo que altera as suas propriedades e características termo-físicas, aumentando a resistência térmica da protecção. A resistência ao fogo das estruturas metálicas aumenta com a utilização deste mecanismo de protecção. A metodologia actual para verificação de segurança, preconizada nas normas europeias (Eurocódigos), não tem em consideração o aumento da espessura do material protector, nem a variação das propriedades térmicas e físicas com o aumento da temperatura, não descrevendo o comportamento real deste material, em situação de incêndio. Pretende-se com este trabalho efectuar a caracterização do comportamento deste tipo de materiais, determinando as suas principais características, utilizando metodologias experimentais e numéricas. Pretende-se ainda efectuar um estudo paramétrico dos factores que influenciam esse comportamento, nomeadamente, a espessura de protecção, a dimensão do substrato, o fluxo de calor /temperatura e a taxa de aquecimento. Foi construída uma instalação experimental para realização de ensaios à escala reduzida, com o objectivo de determinar o comportamento de diferentes elementos sujeitos à acção do fogo. A característica inovadora deste trabalho está reflectida na apresentação de uma nova solução de cálculo simplificado para determinação da evolução da temperatura em perfis metálicos protegidos com tinta intumescente em situação de incêndio. The increasing fire protection requirements for elements or structures may involve the employment of passive protection measures. The knowledge of reaction materials, such as intumescent paints, requires the physical and thermal material characterization under fire conditions. Due to the high conductivity of steel section profiles and the reduction of load bearing capacity associated, intumecent paint plays an important role in reducing temperature on steel. This protection mechanism is responsible for increasing thermal resistance, rising structural fire resistance time. The current methodology for safety verification, prescribed in European standards, does not take into consideration the increase of thickness protection material, neither thermal nor physical properties development with temperature. This method does not express the real protection behavior under fire conditions. Numerical and experimental tests are expected to assess the intumescent volume expansion and thermal conductivity. An experimental set-up will be installed for test reduced-scale specimens to assess the material performance. The innovative characteristic of this work is reflected in the presentation of a new simplified solution method to obtain temperature development for protected steel members with intumescent paint, under fire conditions
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