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Tipo do documento: Tese
Título: Tecnologia de fabricação de Eco-compósitos aplicados a produtos artesanais e protótipos em plantas mínimas
Título(s) alternativo(s): Eco-composite manufacturing technology applied to craft products and prototypes in minimal plants
Autor: Costa, Pedro Zohrer Rodrigues da 
Primeiro orientador: Pereira, Fernando Reiszel
Primeiro membro da banca: Medeiros, Ligia Maria Sampaio de
Segundo membro da banca: Oliveira, André Ribeiro de
Terceiro membro da banca: Barbosa, João Carlos Lutz
Quarto membro da banca: Silva, Júlio Cezar Augusto da
Resumo: O uso de eco-compósitos como alternativa de um material voltado para as estratégias do ecodesign não são novas, mas as limitações técnicas dos atuais processos de fabricação e reciclagem envolvem em geral maquinário ou ferramental caro ou complexo para os de natureza reciclável e custo alto dos insumos quando de natureza biodegradável, o que dificulta sua popularização e difusão em plantas mínimas e em produções artesanais. Além disso, nos compósitos que podem ser reciclados, existem limitações técnicas em seus processos decorrentes ou da difícil separação dos materiais que os constituem ou da deterioração dos mesmos em razão dos próprios processos, isso acaba por reduzir muito suas propriedades técnicas e estéticas e consequente utilidade quando pensados para uma economia circular onde os recursos são continuamente reintroduzidos no tecnociclo. Essa tese tem como objetivo principal apresentar novos métodos e processos de fabricação e reciclagem de eco-compósitos para a aplicação em ecoprodutos. São apresentados a fundamentação teórica base do desenvolvimento dos novos métodos de fabricação e reciclagem, os critérios de seleção dos insumos, os testes preliminares e suas avaliações. As amostras de teste e os ecoprodutos foram fabricados com o mínimo de infraestrutura, ferramentas e máquinas, de forma a permitir a produção artesanal de ecoprodutos cujas partes, ou matérias primas, foram pensadas para recircular no tecnociclo como remanufatura, reuso, reciclagem, ou apenas como descarte com baixo impacto ambiental. Os Eco-compósitos desenvolvidos usam matérias primas virgens abundantes e renováveis, ou oriundas de pré e pós-consumo, assim como resíduos não renováveis de pré e pós-consumo. Nos processos de fabricação apresentados, uma das fases do compósito se apresenta na forma de dispersão coloidal, permitindo sua fácil combinação a outra fase, o que viabiliza uma conformação manual. O processo emprega a avaliação sensorial como forma de controle do processo de produção e para a formulação das proporções entre as matrizes e o material de reforço. Como exemplos de material Eco-compósitos resultantes dessa técnica, listam-se os que usavam como material de reforço o papel, a celulose bacteriana, as fibras de sisal, as fibras de piaçava, as fibras de coco, os feltros de curauá e juta e as fibras de madeira /farinha de madeira. Como exemplos de materiais usados na matriz, há o silicato de sódio, a carnaúba, o breu, o colágeno, a policaprolactona, o poli(acetato de vinila), a caseína, o acetato de celulose, o poliestireno, o poliestireno expandido, o poliestireno de alto impacto e o ABS. Os processos desenvolvidos não só consomem o mínimo de energia e água, mas também apresentam baixa ou nenhuma emissão de poluentes. Os resíduos, quando produzidos, foram reincorporados aos processos. O resultado dessa pesquisa contribui de forma a tornar a produção de ecoprodutos e a tecnologia de fabricação de eco-compósitos mais acessível a população em geral, aos artesãos, designers e estudantes, assim como pequenos empreendedores, permitindo que um maior número de pessoas possa tomar a iniciativa de reciclar seus próprios resíduos ou os encontrados no meio ambiente onde vivem, ajudamos a desenvolver a cultura da economia circular e a visão dos resíduos como recurso e não mais como problema ambiental.
Abstract: The use of eco-composites as an alternative to ecodesign strategies is not new, but the technical limitations of current manufacturing and recycling processes often involve expensive or complex machinery or tooling for those of recyclable nature and high cost of inputs that are of a biodegradable nature, which makes it difficult to be popularized and disseminated in minimal plants and in artisanal products. In addition, in composites that can be recycled, there are technical limitations in their processes resulting from the difficult separation of the materials that constitute them or their deterioration due to the processes themselves, this ends up greatly reducing their technical and aesthetic properties and consequent utility when thought for a circular economy where resources are continually reintroduced into the technocycle. This thesis has as main objective to present new methods and processes of manufacture and recycling of eco-composites for the application in eco products. The theoretical basis of the development of the new manufacturing and recycling methods, the selection criteria of the inputs, the preliminary tests and their evaluations are presented. The test samples and the eco products were manufactured with the minimum infrastructure, tools and machines, so as to allow the artisanal production of eco products whose parts, or raw materials, were thought to recycle in the technocycle as remanufacturing, reuse, recycling, or only low environmental impact. Eco-composites use abundant and renewable raw materials obtained from pre and/or post consumption, as well as non-renewable pre and/or post-consumer waste. In the manufacturing processes presented, one of the phases of the composite is in the form of a colloidal dispersion, allowing its easy combination whith the oder phase, which allows a manual conformation. The process uses sensorial evaluation as a form of production control of the process and for the formulation of the proportions between the matrices and the reinforcement material. As examples of eco-composite materials resulting from this technique we can list those that use paper as a reinforcing material, bacterial cellulose, sisal fibers, piaçava fibers, coconut fiber, curauá and jute felts, wood fiber/wood flour. Examples of materials used in the matrix are sodium silicate, carnaúba, pich, collagen, polycaprolactone, poly (vinyl acetate), casein, cellulose acetate, polystyrene, expanded polystyrene, high impact polystyrene and ABS. The processes developed not only consume the minimum energy and water, but also have low or no emission of pollutants. The waste, when produced, was reincorporated into the processes. The result of this research contributes to making the production of eco products and eco-composite manufacturing technology more accessible to the general population, artisans, designers and students, as well as small entrepreneurs, allowing a greater number of people to take the initiative to recycle their own waste or those found in the environment where they live, we help develop the culture of the circular economy and the vision of waste as a resource and no longer as an environmental problem.
Palavras-chave: Eco-composite
Materials and manufacturing processes
Waste
Recycling by solubilization
Sensory evaluation
Ecodesign
Circular economy
Industrial ecology
Social technology
Eco-compósito
Materiais e processos de fabricação
Resíduos
Reciclagem por solubilização
Avaliação sensorial
Ecodesign
Economia circular
Ecologia industrial
Tecnologia social
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS::DESENHO INDUSTRIAL
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Escola Superior de Desenho Industrial
Programa: Programa de Pós-Graduação em Design
Citação: COSTA, Pedro Zohrer Rodrigues da. Tecnologia de fabricação de Eco-compósitos aplicados a produtos artesanais e protótipos em plantas mínimas. 2018. 183 f. Tese (Doutorado em Design) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/9043
Data de defesa: 20-Dez-2018
Aparece nas coleções:Doutorado em Design

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