Desenvolvimento de materiais de alto desempenho à base de bambu pelo processo de densificação

• Processo: 19/24253-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Holmer Savastano Junior
• Beneficiário: Marzieh Kadivar
• Instituição Sede: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA). Universidade de São Paulo (USP). Pirassununga , SP, Brasil
• Assunto(s): Bambu Microestruturas Heterogeneidade Propriedades físicas Propriedades químicas Propriedades mecânicas Hidromecânica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bambu | caracterização físico-química e mecânica | Densificação | microestrutura | processo THM | Bambu

Resumo

A densificação é um processo no qual a densidade de um material aumenta principalmente reduzindo seu volume vazio. No caso do bambu, isso pode ser realizado comprimindo o bambu na direção perpendicular às fibras através de um sistema aberto, Termo-Mecânico (TM) ou um sistema fechado Termo-Hidro-Mecânico (THM). O principal objetivo da densificação é diminuir sua heterogeneidade e melhorar suas propriedades mecânicas e de absorção de umidade, já que a densidade e a resistência mecânica mudam gradualmente da camada externa para a camada interna ao longo da espessura da parede do bambu. Adicionalmente, a densificação pode ocorrer durante a operação de prensagem a quente necessária para adesivos termofixos de fabricação de produtos de bambu. Poucas investigações sobre a densificação do bambu foram realizadas até hoje por causa de sua forma oca, que era uma barreira para pesquisadores densificarem grandes amostras e, consequentemente, considerar o bambu densificado como um produto em si. Não obstante, o advento de novas tecnologias no aplanamento do bambu durante as últimas décadas pode ser uma oportunidade para densificar este recurso de biomassa em formatos de placas em grande escala. Este estudo objetiva densificar o bambu, redesenhar sua microestrutura, diminuir sua heterogeneidade e, consequentemente, melhorar suas propriedades mecânicas, físicas e químicas. Para criar um material de alto desempenho (bambu densificado) a partir de bambu natural, é necessário entender-se o comportamento do material durante o processo. Com base em resultados preliminares, o processo de densificação aprimora as propriedades mecânicas do bambu. No entanto, algumas propriedades físicas, como estabilidade das dimensões, inchamento e absorção de água, demonstraram ser sacrificadas usando baixa temperatura. Além disso, o processo de densificação não influencia os componentes químicos do bambu a temperaturas inferiores a 160°C. Concluiu-se, a partir dos resultados obtidos, que a eficácia da densificação é governada por vários fatores que precisam ser otimizados. Portanto, teor de umidade, temperatura de prensagem, taxa e pressão de compressão serão estudados. Um método experimental para o entendimento avançado da relação tensão-deformação na compressão transversal do bambu em temperaturas elevadas, observando simultaneamente a deformação celular, será desenvolvido. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

KADIVAR, MARZIEH; GAUSS, CHRISTIAN; GHAVAMI, KHOSROW; SAVASTANO, HOLMER. Densification of Bamboo: State of the Art. MATERIALS, v. 13, n. 19, OCT 2020. (19/24253-1, 16/26022-9)

KADIVAR, MARZIEH; GAUSS, CHRISTIAN; TOMAZELLO-FILHO, MARIO; AHRAR, AMIR JAVAD; GHAVAMI, KHOSROW; SAVASTANO, HOLMER. Optimization of thermo-mechanical densification of bamboo. CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, v. 298, SEP 6 2021. (19/24253-1, 20/00827-6)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

KADIVAR, Marzieh. Desenvolvimento de materiais de alto desempenho a base de bambu através de processo de densificação. 2020. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Zootecnica e Engenharia de Alimentos (FZE/BT) Pirassununga.